JPS6233946A - Controller for stoppage of slewing body - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To exactly stop a slewing body at a stopping position by controlling the discharge capacity of an oil-pressure pump on the basis of the inertial moment and stop position target value of the slewing body, calculated from the detected pressure values of an oil-pressure closed circuit and the detected values related to the changing speeds of discharge flow rate of the oil-pressure pump. CONSTITUTION:The pressures of main circuits A and B are detected by sensors 20a and 20b, and the inclined angles of the inclined plate 15s of an variable capacity both-side tilting oil-pressure pump 15 are detected by a sensor 19. The detected values, together with the outputs of the angle sensor 21 of the upper slewing body, a stopping position setter 22, and the revolving number sensor 24 of the input shaft of the pump 15, are put in a controller 27 where the remaining angle, angular speed, and angular acceleration till the stopping position of the slewing body are calculated. Also, discharge flow rate of the pump 15 and the varying speeds are calculated by using the output of the sensor 24 to obtain inertial moment. The discharge capacity of the pump 15 is controlled on the basis of the inertial moment and the output of the setter 22.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、油圧モータにより大きな慣性力を有する旋回
体を駆動する場合、この旋回体を所定の位置に自動的に
停止させる旋回体の停止制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a stop control device for a rotating body that automatically stops the rotating body at a predetermined position when the rotating body having a large inertial force is driven by a hydraulic motor.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

大きな慣性力を有する旋回体、例えば油圧ショベルにお
いて、走行体上に旋回可能に設けられている上部旋回体
は、走行体に対して３６０°旋回することができ、これ
により、ある個所に存在する物体（例えば土砂）を、上
部旋回体の旋回のみにより他の個所に移すことができる
。このような旋回体を図により説明する。In a revolving body having a large inertial force, such as a hydraulic excavator, the upper revolving body, which is rotatably provided on the traveling body, can rotate 360° with respect to the traveling body. Objects (e.g. earth and sand) can be transferred to other locations simply by pivoting the superstructure. Such a revolving body will be explained with reference to the drawings.

第４図は油圧ショベルの上部旋回体の上面図である。１
は油圧ショベルの走行体（図示されていない）上に旋回
可能に設置された上部旋回体、２は上部旋回体１に揺動
可能に取付けられたフロントである。フロント２は、互
いに揺動可能に取付けられたブーム３．アーム４．パケ
ット５で構成されている。６は上部旋回体１を走行体に
対して旋回駆動せしめる油圧モータである。油圧モータ
６をある方向に駆動すると、これに応じて上部旋図体１
が走行体上において、例えば矢印Ｒの方向にフロント２
とともに旋回し、油圧モータ６の停止により上部旋回体
１も停止する。したがって、パケット５に積載した物体
を所定位置、例えば図で２点鎖線で示した位置に移送せ
しめることができる。FIG. 4 is a top view of the upper revolving body of the hydraulic excavator. 1
Reference numeral 2 denotes an upper revolving body rotatably installed on a traveling body (not shown) of a hydraulic excavator, and 2 a front swingably attached to the upper revolving body 1. The front 2 includes booms 3. which are swingably attached to each other. Arm 4. It consists of packet 5. Reference numeral 6 denotes a hydraulic motor that drives the upper rotating body 1 to rotate relative to the traveling body. When the hydraulic motor 6 is driven in a certain direction, the upper rotating body 1
on the traveling body, for example, in the direction of arrow R.
When the hydraulic motor 6 stops, the upper revolving structure 1 also stops. Therefore, the objects loaded in the packet 5 can be transferred to a predetermined position, for example, the position indicated by the two-dot chain line in the figure.

第５図は油圧モータの駆動回路図である。図で、６は第
４図に示す油圧モータ、７は油圧モータ６に圧油を供給
する油圧ポンプ、８は油圧モータ６および油圧ポンプ７
間に介在し油圧モータ６への圧油の供給を制御する方向
切換弁である。Ａ、　　Ｂは油圧モータ６の主回路を示
す。９ａ、　９ｂはそれぞれ主回路Ａ、Ｂ間に接続され
たリリーフ弁である。FIG. 5 is a drive circuit diagram of the hydraulic motor. In the figure, 6 is the hydraulic motor shown in FIG. 4, 7 is a hydraulic pump that supplies pressure oil to the hydraulic motor 6, and 8 is the hydraulic motor 6 and the hydraulic pump 7.
This is a directional switching valve that is interposed between the hydraulic motors 6 and 6 and controls the supply of pressure oil to the hydraulic motor 6. A and B show the main circuit of the hydraulic motor 6. 9a and 9b are relief valves connected between main circuits A and B, respectively.

今、方向切換弁８を図で左側位置に切換えると、油圧ポ
ンプ７の圧油は主回路Ａを経て油圧モータ６に供給され
る。これにより油圧モータ６は駆動し、油圧モータ６か
らの油は主回路Ｂを経てタンクに戻される。この油圧モ
ータ６の駆動により、上部旋回体１は例えば第４図矢印
Ｒ方向に旋回する。この状態において、上部旋回体１を
停止すべく方向切換弁８を図示のように中立位置に戻す
と、油圧ポンプ７からの圧油の供給回路および油圧モー
タ６からタンクへの戻り油回路は遮断され、油圧モータ
６は上部旋回体１の慣性力によりポンプ作用を行ない、
主回路Ｂは高圧となり、両生回路Ａ、Ｂ間の圧力差に応
じたブレーキ力（停止トルク）が発生し、」二部旋回体
１は停止する。Now, when the directional control valve 8 is switched to the left position in the figure, pressure oil from the hydraulic pump 7 is supplied to the hydraulic motor 6 via the main circuit A. This drives the hydraulic motor 6, and the oil from the hydraulic motor 6 is returned to the tank via the main circuit B. By driving this hydraulic motor 6, the upper revolving body 1 turns, for example, in the direction of arrow R in FIG. In this state, when the directional control valve 8 is returned to the neutral position as shown in the figure to stop the upper revolving structure 1, the pressure oil supply circuit from the hydraulic pump 7 and the return oil circuit from the hydraulic motor 6 to the tank are cut off. The hydraulic motor 6 performs a pumping action by the inertia of the upper rotating body 1,
The main circuit B becomes high pressure, and a braking force (stopping torque) is generated according to the pressure difference between the amphibious circuits A and B, and the two-part revolving structure 1 stops.

ところで、上部旋回体１の慣性モーメントは極めて大き
いので、上述のように油圧モータ６の駆動中に方向切換
弁８を中立位置にすると、主回路Ｂ（回転方向側の主回
路）には異常高圧が発生する。このため、リリーフ弁９
ａ、　９ｂが設けられ、主回路Ｂに発生した高圧がリリ
ーフ弁９の設定圧力以上になると、主回路Ｂの圧油は主
回路Ａ側へ逃がされる。　　　　　゛ このような油圧回路においては、上部旋回体１を停止し
ようとして方向切換弁８を中立位置に切換えても、リリ
ーフ弁９ａ又はリリーフ弁９ｂから圧油がリリーフされ
る間、油圧モータ６は回転し、この圧油のリリーフ量だ
け上部旋回体１が流れて停止する。この流れの量（流れ
の角度）は、後述するように、慣性モーメント、停止ト
ルクおよび方向切換弁８を切換えたときの上部旋回体１
の速度により定まる。Incidentally, since the moment of inertia of the upper revolving structure 1 is extremely large, if the directional control valve 8 is set to the neutral position while the hydraulic motor 6 is being driven as described above, an abnormally high pressure will be generated in the main circuit B (the main circuit on the rotation direction side). occurs. For this reason, the relief valve 9
a, 9b are provided, and when the high pressure generated in the main circuit B exceeds the set pressure of the relief valve 9, the pressure oil in the main circuit B is released to the main circuit A side.゛In such a hydraulic circuit, even if the directional control valve 8 is switched to the neutral position in an attempt to stop the upper revolving structure 1, the hydraulic motor 6 continues to rotate while the pressure oil is relieved from the relief valve 9a or the relief valve 9b. Then, the upper revolving body 1 flows by the relief amount of the pressure oil and stops. As will be described later, the amount of this flow (flow angle) is determined by the moment of inertia, the stopping torque, and the upper rotating body 1 when the direction switching valve 8 is switched.
Determined by the speed of

従来、オペレータが上部旋回体１を旋回させる場合、オ
ペレータは上部流れ量を勘案して方向切換弁８により流
量制御しながら上部旋回体１を所定の位置に停止させて
いた。ところで、パケット５に積載された物体（例えば
土砂）の移送個所が定められた一定位置であり、このよ
うな移送が繰返し実施される場合、上部旋回体１の操作
を自動化したいという要望が生じる。しかしながら、上
述のように、上部旋回体１の停止時には、慣性モーメン
ト、停止トルクおよび速度により定まる流れ量が生じ、
しかもこれらの値は絶えず変化しているので流れ量も一
定せず、したがって、自動運転では上部旋回体１を所定
位置に停止させるのは極めて困難であるという問題があ
った。Conventionally, when an operator rotates the upper revolving structure 1, the operator stops the upper revolving structure 1 at a predetermined position while controlling the flow rate using the directional control valve 8 in consideration of the upper flow rate. By the way, when the object (for example, earth and sand) loaded in the packet 5 is transferred to a fixed position and such transfer is performed repeatedly, there is a desire to automate the operation of the revolving superstructure 1. However, as mentioned above, when the revolving superstructure 1 is stopped, a flow rate determined by the moment of inertia, the stopping torque, and the speed occurs.
Moreover, since these values are constantly changing, the flow rate is not constant, and therefore, there is a problem in that it is extremely difficult to stop the revolving superstructure 1 at a predetermined position in automatic operation.

この問題を解決するためには、流れ量を定める上部旋回
体１の慣性モーメント停止トルク、速度を算出して何等
かの停止制御を実施することが考えられる。この場合、
慣性モーメントおよび停止トルクは次のようにして求め
られる。即ち、Ｐ：油圧モータの両側の回路の圧力差の
絶対値Ｑ：油圧モータの容量 とすると、停止トルクＴは 又、θを上部旋回体１の角加速度とすると、慣性モーメ
ント■は ■に　−ゴー　　　　　　　　・・・・・（２）θ ところで、上部旋回体１には傾斜地での使用、その他の
理由で外部からの負荷が作用することが多く　、ｆ２）
式で求めた慣性モーメント■にはこのような負荷による
ものが含まれていて、上記の演算ではこれを分離して慣
性モーメンｌ−１を求めることはできない。又、（２）
式では、角加速度すを、上部旋回体１の角度信号を時間
について２回微分すること゛により求めるが、２回微分
のためノイズの影響を強く受けることになる。結局、通
常の演′ｑ手段では、慣性モーメントを正確に求めるこ
とが困難であり、ひいては上部旋回体１の正確な位置へ
の停止も困難となる。In order to solve this problem, it is conceivable to calculate the moment of inertia stopping torque and speed of the upper revolving superstructure 1 that determine the flow rate and perform some kind of stop control. in this case,
The moment of inertia and stopping torque are determined as follows. That is, if P is the absolute value of the pressure difference between the circuits on both sides of the hydraulic motor, and Q is the capacity of the hydraulic motor, then the stopping torque T is also, and if θ is the angular acceleration of the upper revolving structure 1, then the moment of inertia (■) is - Go... (2) θ By the way, external loads often act on the rotating upper structure 1 due to use on slopes or for other reasons, f2)
The moment of inertia (2) determined by the formula includes such a load, and the above calculation cannot separate this to determine the moment of inertia l-1. Also, (2)
In the formula, the angular acceleration is determined by differentiating the angle signal of the upper revolving structure 1 twice with respect to time, but since it is differentiated twice, it is strongly influenced by noise. As a result, it is difficult to accurately determine the moment of inertia using ordinary calculation means, and it is also difficult to stop the revolving superstructure 1 at an accurate position.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、上記従来の問題点を解決し、慣性モーメ
ントを正確に求めることができ、ひいては、旋回体を正
確な位置に停止させることができる旋回体の停止制御装
置を提供するにある。The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to solve the above-mentioned conventional problems, to be able to accurately determine the moment of inertia, and to stop the rotating body at an accurate position. The object of the present invention is to provide a stop control device for a revolving body that can stop the revolving body.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記の目的を達成するため、本発明は、旋回体を駆動す
る油圧モータと油圧ポンプとで油圧閉回路を構成し、こ
の油圧閉回路の圧力を検出し、又、油圧ポンプの吐出し
流量の変化速度に関連する値を検出し、これら圧力およ
び吐出し流量の変化速度に基づいて旋回体の慣性モーメ
ントを算出するようにし、算出された慣性モーメントお
よび所定〔発明の実施例〕 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。In order to achieve the above object, the present invention configures a hydraulic closed circuit with a hydraulic motor that drives a revolving structure and a hydraulic pump, detects the pressure of this hydraulic closed circuit, and detects the discharge flow rate of the hydraulic pump. A value related to the rate of change is detected, and the moment of inertia of the rotating body is calculated based on the rate of change of these pressures and discharge flow rates. will be explained based on the illustrated embodiment.

最初に、本発明の実施例に用いられる慣性モーメントの
演算方法について説明する。今、Ｉ　：上部旋回体１の
慣性モーメント Ｄ３　：上部旋回体１を駆動する油圧モータの容量（減
速機が連結されている場合、その効果も含む） Ｂ　；旋回系の抵抗係数 Ｐ　：油圧モータの出入口の圧力差 Ｑ　：油圧ポンプの吐出し流量 ＤＰ　：油圧ポンプの吐出し容量 ω、：油圧ポンプの入力軸回転数 θ　：上部旋回体１の旋回角度 ＴＬ　：旋回体自重又は外力によるトルクとすると次式
が成り立つ。ただし、油圧回路内の作動油の圧縮性は無
視する。First, a method of calculating the moment of inertia used in the embodiment of the present invention will be explained. Now, I: Moment of inertia of the rotating upper structure 1 D3: Capacity of the hydraulic motor that drives the rotating upper structure 1 (including the effect of a reducer if connected) B: Coefficient of resistance of the rotating system P: Hydraulic motor Pressure difference Q at the entrance and exit of: Hydraulic pump discharge flow rate DP: Hydraulic pump discharge capacity ω,: Hydraulic pump input shaft rotation speed θ: Turning angle TL of the upper rotating body 1: Torque due to the rotating body's own weight or external force Then, the following formula holds. However, the compressibility of the hydraulic fluid in the hydraulic circuit is ignored.

ここで、値Ｄ３および値Ｂは既知である。又、上部（１
）式におけるり、・Ｐは停止トルク、Ｂ−δは速度に仕
例する抵抗を意味する。（２）式から、ｊ＝Ｑ／Ｄ８、
したがって、δ＝　Ｑ　／　Ｄ　Ｓとなり、これを（１
）式に代入すると、 ■・Ｑ＝Ｄ、”・Ｐ　　Ｂ−Ｑ　　Ｄｓ　　・Ｔ　ｔ　
　・・・（３）となる。次いで、油圧ポンプの吐出し流
量の微分値δに２通りの値を与え、かつ、それぞれ作動
油の圧縮分の影響がなくなるまでの所定時間（０，２〜
０．３秒程度）保持した後の状態を表わす。これら２通
りの値を与えた場合のそれぞれを、その与えた時刻ｔｌ
＋ｔ２で区別して表すと、（３）式をそのまま用いて であり、この式から慣性モーメントおよびトルクＴＬは
次式のようになる。Here, value D3 and value B are known. Also, the upper part (1
) In the formula, ・P means the stopping torque, and B−δ means the resistance that measures the speed. From equation (2), j=Q/D8,
Therefore, δ=Q/DS, which can be expressed as (1
), we get ■・Q=D,”・P B−Q Ds ・T t
...(3). Next, two values are given to the differential value δ of the discharge flow rate of the hydraulic pump, and each is given a predetermined time (0, 2 to 2) until the influence of the compressed hydraulic fluid disappears.
This shows the state after being held for about 0.3 seconds). For each of these two cases, the given time tl
If expressed separately by +t2, the equation (3) can be used as is, and from this equation, the moment of inertia and the torque TL can be obtained as shown in the following equation.

−（ＤＳ”・Ｐ（ｔｔ）　　Ｂ−Ｑ（ｈ））　）　　　
・・・（４）（−（Ｄｓ”・Ｐ　（ｔ＋）　　Ｂ−Ｑ（
ｔ＋））　　・Ｑ（ｔｚ）＋　（Ｄ、２・Ｐ（ｔｚ）−
Ｂ　−ｑ（ｔｚ））　　・δ（１＋））・・・・・（５
） 上式で、ω、＝一定の場合、δ（ｔｌ）−院（ｔ、）・
ω、。-(DS"・P(tt) B-Q(h)) )
...(4)(-(Ds"・P (t+) B-Q(
t+)) ・Q(tz)+ (D, 2・P(tz)−
B -q(tz)) ・δ(1+))...(5
) In the above formula, if ω, = constant, δ(tl)−in(t,)・
ω,.

Ｑ（ｈ）　＝　Ｄｒ（ｔｚ）・ω２である。上記（４１
，（５１式において、加速中又は減速中であれば（１）
式で値Ｂ−Ｏは値り、・Ｐに比べて充分に小さく無視し
得る場合が多い。この場合には（４）式および（５）式
は次式のように簡略化し得る。Q(h) = Dr(tz)·ω2. Above (41
, (In formula 51, if accelerating or decelerating, (1)
In the equation, the value BO is sufficiently small compared to the value .P and can be ignored in many cases. In this case, equations (4) and (5) can be simplified as shown below.

■ ・・・・・（６） さらに、平地の場合等で外力によるトルクＴ　ｒ、を考
慮する必要がない場合、慣性モーメン）Ｉは次式のよう
な簡単な式で求めることができる。■・・・・・・(6) Furthermore, when there is no need to take into account the torque Tr due to external force, such as in the case of a flat ground, the moment of inertia) I can be determined by a simple formula such as the following formula.

１＝Ｄｓ”・　−７−・・・・・（８）もし、回転数ω
Ｐをほぼ一定とみなすと（エンジン回転数の変動分を無
視すると）、（１１式でＱ　＝　Ｄ　Ｐ・ω、であるか
ら、Ｑ＝Ｉ）、・ω、となり、結局、慣性モーメント■
は となる。なお、吐出し容量の微分値Ｄｐは実際の傾転角
の微分値でなく、微分値帆の制御上の目標値でもよい。1=Ds”・−7−・・・・・・(8) If the rotation speed ω
If we consider P to be almost constant (ignoring the variation in engine speed), then (in equation 11, Q = D P・ω, so Q=I),・ω, and in the end, the moment of inertia ■
Hato becomes. Note that the differential value Dp of the discharge volume may not be the differential value of the actual tilt angle, but may be a target value for controlling the differential value sail.

上記（６）式、（８）式、（９）式から明らかなように
、慣性モーメントＩは外力によるトルクＴＬとは全く無
関係に求め得ることになり、又、叶出し流ｉｔＱの時間
に対する１回微分のみであるのでノイズの影響を抑制し
得ることになり、さらにＤｒの値として制御上で与えら
れる目標値を使用すれば微分操作が不要でより好適な結
果となり、結局、正確な慣性モーメントを算出すること
ができる。As is clear from the above equations (6), (8), and (9), the moment of inertia I can be determined completely independent of the torque TL caused by the external force, and the Since only the differential is used, the influence of noise can be suppressed.Furthermore, if the target value given in the control is used as the value of Dr, there is no need for the differential operation and a more suitable result can be obtained.In the end, the accurate moment of inertia can be obtained can be calculated.

第１図は上記（４）式、（５）式を用いる本発明の実施
例に係る停止制御装置の系統図である。図で、第５図に
示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。１０は主回路Ａ、Ｂ間に接続されたフラッシング弁
、１１はフラッシング弁１０に接続されたリリーフ弁、
１２ａ、　１２ｂはチェック弁、１３はチェック弁１２
ａ、　１２ｂを介して主回路Ａ、Ｂに圧殖を補給するチ
ャージポンプ、１４はチャージポンプ１３の吐出し側回
路に接続されたリリーフ弁である。FIG. 1 is a system diagram of a stop control device according to an embodiment of the present invention that uses equations (4) and (5) above. In the figure, parts that are the same as those shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted. 10 is a flushing valve connected between main circuits A and B, 11 is a relief valve connected to the flushing valve 10,
12a, 12b are check valves, 13 is check valve 12
The charge pump supplies pressure breeding to the main circuits A and B via a and 12b, and 14 is a relief valve connected to the discharge side circuit of the charge pump 13.

１５は可変容量側傾転油圧ポンプ（以下、両頭転油圧ポ
ンプという）　、１５ａは両傾転油圧ポンプ１５のおし
のけ容積可変機構（以下、斜板で代表させる）　・であ
る。これらにより油圧閉回路が構成される。15 is a variable capacity side tilting hydraulic pump (hereinafter referred to as a double-headed hydraulic pump), and 15a is a displacement variable mechanism (hereinafter represented by a swash plate) of the double-sided tilting hydraulic pump 15. These constitute a hydraulic closed circuit.

１６は斜板１５ａの傾転を制御する傾転角度制御装置、
１７はパイロット油圧ポンプ、１８は傾転角度制御装置
１６とパイロット油圧ポンプ１７との間に介在する制御
弁である。１９は斜板１５ａの傾転角度を検出する傾転
角度センサ、２０ａ、２０ｂはそれぞれ主回路Ａ、Ｈの
圧力を検出する圧力センサ、２１は上部旋回体１の位置
を検出する角度センサ、２２は上部旋回体１の停止位置
を設定する停止位置設定装置である。２３は圧力センサ
２０ａ、　２０ｂの出力ｐｉ＋ｐ。16 is a tilting angle control device for controlling the tilting of the swash plate 15a;
17 is a pilot hydraulic pump, and 18 is a control valve interposed between the tilting angle control device 16 and the pilot hydraulic pump 17. 19 is a tilt angle sensor that detects the tilt angle of the swash plate 15a; 20a and 20b are pressure sensors that detect the pressure of the main circuits A and H, respectively; 21 is an angle sensor that detects the position of the upper revolving structure 1; 22 is a stop position setting device that sets the stop position of the upper revolving structure 1. 23 is the output pi+p of the pressure sensors 20a and 20b.

の差の絶対値Ｐを演算する演算器である。２４は両傾転
油圧ポンプ１５の入力帖の回転数ω、を検出する回転数
センサである。２５は圧力差Ｐ、油圧ポンプの吐出し容
！ｌＰ、その８Ｘｋ、分値り３１、回転数センサ２４の
出力ω、を入力して慣性モーメンｌ−１およびトルクＴ
＋　を演算する演算器、２５′は値６Ｐを得る微分器で
ある。２６は検出角度センサ１９．角度センサ２１．停
止位置設定装置２２．演算器２３．２５からの信号を入
力し、所要の演算、制御を行なう演算処理装置であり、
マイクロコンピュータで構成されている。演算器２３．
２５、微分器２５′、演算処理装置２６により制御装置
２７が構成される。This is a computing unit that computes the absolute value P of the difference. Reference numeral 24 denotes a rotation speed sensor that detects the rotation speed ω of the input shaft of the double tilting hydraulic pump 15. 25 is the pressure difference P, the discharge capacity of the hydraulic pump! Input lP, its 8Xk, minute value 31, output ω of rotation speed sensor 24, and calculate moment of inertia l-1 and torque T.
25' is a differentiator that obtains the value 6P. 26 is a detection angle sensor 19. Angle sensor 21. Stop position setting device 22. It is an arithmetic processing device that inputs signals from the arithmetic units 23 and 25 and performs necessary calculations and control.
It consists of a microcomputer. Arithmetic unit 23.
25, a differentiator 25', and an arithmetic processing unit 26 constitute a control device 27.

第２図は演算器２５の具体例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the arithmetic unit 25. As shown in FIG.

図で、３１は既知の油圧モータの容量の２乗ＤＳ”に比
例した信号を出力する係数器、３２は既知の旋回系の抵
抗係数Ｂに比例した信号を出力する係数器、３３は前記
油圧モータの容量Ｄｓに比例した信号を出力する係数器
である。３４〜４４は乗算器、４５．４６は除算器、４
７〜５１は加算器である。In the figure, 31 is a coefficient unit that outputs a signal proportional to the known hydraulic motor capacity squared DS, 32 is a coefficient unit that outputs a signal proportional to the known resistance coefficient B of the swing system, and 33 is the hydraulic pressure This is a coefficient multiplier that outputs a signal proportional to the motor capacity Ds.34 to 44 are multipliers, 45.46 is a divider, 4
7 to 51 are adders.

まず、時刻ｔ、において差圧Ｐが入力され、乗算器３４
で値り、′と乗算される。一方、時刻１゜における吐出
し容量り、は乗算器３８で回転数ω。First, at time t, the differential pressure P is input, and the multiplier 34
The value is multiplied by ′. On the other hand, the discharge capacity at time 1° is determined by the multiplier 38 and the rotational speed ω.

と乗算されることにより、そのときの吐出し流量Ｑ　（
ｔｌ）が得られ、この値は乗算器３６で係数Ｂと乗算さ
れる。加算器４７では乗算器３４の出力値から乗算器３
６の出力値が減じられ（４）式におりる（Ｄ、′・ｐ　
（ｔｌ）　−Ｂ　−ｃｉ（ｔｌ）ｌが得られる。又、時
刻ｔ１における値蒔は乗算器４０で値ω、と乗ぜられ、
値Ｑ（ｔ、）が得られる。By multiplying by , the discharge flow rate Q (
tl) is obtained and this value is multiplied by the coefficient B in a multiplier 36. The adder 47 converts the output value of the multiplier 34 into the multiplier 3.
The output value of
(tl) -B -ci(tl)l is obtained. Also, the value sown at time t1 is multiplied by the value ω in the multiplier 40,
The value Q(t,) is obtained.

さらに、時刻ｔ２における値Ｐが乗算器３５で値り、′
と乗算される。又、同じく時刻ｔ２における値り、が乗
算器３９で値ω、と乗算されることにより値Ｑ　（ｔｚ
）が得られる。この値Ｑ　（ｔｚ）は乗算器３７で抵抗
係数Ｂと乗算される。加算器４９では乗算器３５の出力
値から乗算器３７の出力値が減じられ、（４）式におけ
る（Ｄ、′・Ｐ（ｔｚ）−Ｂ　−Ｑ（ｔ２）ｌが得られ
る。加算器４日では加算器４７の出力値から加算器４９
の出力値が減じられ（４）式における［：（ＤＳ”−Ｐ
＜ｔｌ＞−Ｂ　　−Ｑ（ｔｌ））　　　−Ｎ：＋ｓ　２
　・　ｐ　　（ｔｚ）　　−丁３　・　Ｑ（ｔ、）ｌ　
）が得られる。時刻ｔ２における値６ｒ（ｔｚ）ば乗算
器４１で値ω、と乗算されて値δ（ｔ２）を得、この値
は加算器５０で乗算器４０の出力値δ（ｔ、）から減じ
られて（δ（ｔｌ）　−６（ｔｚ）　ｌを得る。除算器
４５では加算器４８の出力値を加算器５０の出力値で除
算するごとにより、（４）式の慣性モーメントＩが得ら
れる。Further, the value P at time t2 is calculated by the multiplier 35,'
is multiplied by Similarly, the value Q (tz
) is obtained. This value Q (tz) is multiplied by the resistance coefficient B in a multiplier 37. In the adder 49, the output value of the multiplier 37 is subtracted from the output value of the multiplier 35, and (D,'·P(tz)−B−Q(t2)l) in equation (4) is obtained.Adder 4 On the other hand, from the output value of the adder 47, the adder 49
The output value of is subtracted and [:(DS”-P
<tl>-B -Q(tl)) -N:+s 2
・ p (tz) −d3 ・ Q(t,)l
) is obtained. The value 6r(tz) at time t2 is multiplied by the value ω in the multiplier 41 to obtain the value δ(t2), and this value is subtracted from the output value δ(t, ) of the multiplier 40 in the adder 50. (δ(tl) −6(tz) l is obtained. Each time the divider 45 divides the output value of the adder 48 by the output value of the adder 50, the moment of inertia I in equation (4) is obtained.

一方、乗算器４１の出力値は乗算器４２で加算器４７の
出力値と乗算され、又、乗算器４０の出力値は乗算器４
３で加算器４８の出力値と乗算される。そして、加算器
５１で乗算器４２の出力値から乗算器４３の出力値が減
じられることにより、（５）式における（−（ＤＳ”・
ｐ　（ｔｌ）　−Ｂ　−Ｑ（ｔ、）ｌ　　・Ｑ（ｔｚ）
＋（Ｄ−・ｐ　（ｔｚ）　−Ｂ　−ａ（ｔｚ）ｌ　　・
ａ（ｔ、）〕が得られる。さらに、加算器５０の出ツノ
値が乗算器４４で係数器３３の値り、に乗じられること
により、Ｄ、・（ｃ＞（ｔｌ）　−ｃ＞（ｔ、））が得
られる。次いで、除算器４６で加算器５１の出力値を乗
算器４４の出力値で除算することにより、（５）式のト
ルクＴＬが得られる。On the other hand, the output value of the multiplier 41 is multiplied by the output value of the adder 47 in the multiplier 42, and the output value of the multiplier 40 is multiplied by the output value of the adder 47 in the multiplier 42.
3 by the output value of the adder 48. Then, by subtracting the output value of the multiplier 43 from the output value of the multiplier 42 in the adder 51, (-(DS"・
p (tl) −B −Q(t,)l ・Q(tz)
+(D-・p (tz) −B −a(tz)l ・
a(t,)] is obtained. Further, the output value of the adder 50 is multiplied by the value of the coefficient multiplier 33 by the multiplier 44, thereby obtaining D,·(c>(tl)−c>(t,)). Next, by dividing the output value of the adder 51 by the output value of the multiplier 44 in the divider 46, the torque TL of equation (5) is obtained.

このようにして、第１図に示す演算器２５では、外力に
よるトルクＴ１４とは無関係に、又、油圧ポンプの吐出
し流ｉＱの時間についての微分を１回行なうのみで、慣
性モーメント■を得ることができ、したがって、得られ
た慣性モーメントＩは極めて正確な値となる。以下、こ
のようにして得られた慣性モーメン）Ｉを用いた停止制
御の動作を第３図に示すフローチャートおよび第４図に
示す上部旋回体１の上面図を参照しながら説明する。In this way, the computing unit 25 shown in FIG. 1 obtains the moment of inertia (2) irrespective of the torque T14 caused by the external force, and only by performing differentiation with respect to time of the discharge flow iQ of the hydraulic pump once. Therefore, the obtained moment of inertia I is a very accurate value. Hereinafter, the operation of the stop control using the moment of inertia I obtained in this manner will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. 3 and the top view of the revolving upper structure 1 shown in FIG. 4.

第４図においてＳは角度の基準線を示し、本実施例にお
ける角度はすべて基準線Ｓからの角度で表わされる。こ
の基準線はどこに設定してもよいが、例えば角度センサ
２１の基準位置（例えば出力０の位置）を基準線とすれ
ば便利である。θは上部旋回体１の現在位置の角度、θ
。は上部旋回体１を停止させたい位置の角度である。角
度θは角度センサ２１から、又、角度θ。は停止位置設
定装置２２から出力される。In FIG. 4, S indicates a reference line for angles, and all angles in this embodiment are expressed as angles from the reference line S. Although this reference line may be set anywhere, it is convenient to set the reference position of the angle sensor 21 (for example, the position of output 0) as the reference line. θ is the angle of the current position of the upper rotating body 1, θ
. is the angle at which the upper revolving body 1 is desired to be stopped. The angle θ is obtained from the angle sensor 21. is output from the stop position setting device 22.

上部旋回体１の第４図矢印Ｒ方向の旋回において演算処
理装置２３はまず、そのときの角度θを角度センサ２１
から、又、角度θ。を停止位置設定装置２２から入力す
る　（第３図に示す手順Ｓ＋）。これらの値を基に、角
速度す、角加速度ｂ゛および現右位置から停止位置まで
の残りの角度（θ−θ。）を計算する（手順ＳＺ）。角
速度θおよび角加速度θの演算方法は周知であるので説
明は省略する。When the upper revolving body 1 turns in the direction of the arrow R in FIG.
Also, the angle θ. is input from the stop position setting device 22 (step S+ shown in FIG. 3). Based on these values, the angular velocity S, the angular acceleration b', and the remaining angle (.theta.-.theta.) from the current right position to the stop position are calculated (step SZ). Since the method of calculating the angular velocity θ and the angular acceleration θ is well known, the explanation thereof will be omitted.

次いで、演算された角加速度δ′がＯか否かをみる（手
順３３）。角加速度θが０でないとき、即ち、上部旋回
体１が一定速度で旋回していないときは、演算器２５が
演算された慣性モーメントＩを入力する（手順Ｓ４）。Next, it is determined whether the calculated angular acceleration δ' is O (step 33). When the angular acceleration θ is not 0, that is, when the rotating upper structure 1 is not rotating at a constant speed, the computing unit 25 inputs the computed moment of inertia I (step S4).

次いで、演算器２３で得られた差圧Ｐを入力しく手順Ｓ
５）、既知の油圧モータ６の容量り、と手順Ｓ５でとり
入れた差圧Ｐとを乗算して停止トルクＴを得る（手順３
６）。そして、このときの慣性モーメントＩと停止トル
クＴとの比を求め、これをＷとして記憶する（手順Ｓｑ
）。Next, step S is performed to input the differential pressure P obtained by the calculator 23.
5) Multiply the known capacity of the hydraulic motor 6 by the differential pressure P taken in step S5 to obtain the stopping torque T (step 3
6). Then, find the ratio between the moment of inertia I and the stopping torque T at this time, and store this as W (step Sq
).

この比は後述するように上部旋回体１の停止動作開始後
の制御において用いられる。次に、定められたブレーキ
フラグがＯＦＦであるか否かがチェックされ（手順Ｓ８
）、ブレーキフラグがＯＦＦの場合、即ち、上部旋回体
１の停止動作がまだ開始されていないとき、流れ量θ２
が計算される（手順３９）。This ratio is used in the control after the upper rotating body 1 starts its stopping operation, as will be described later. Next, it is checked whether a determined brake flag is OFF (step S8).
), when the brake flag is OFF, that is, when the stopping operation of the revolving superstructure 1 has not yet started, the flow rate θ2
is calculated (step 39).

流れ量θ２は手順Ｓ２で求めたその時点における角速度
、手順Ｓ４で入力したその時点における慣性モーメンｌ
−１および手順Ｓ６で求めた停止トルク′Ｆに基づき、
次式により算出することができる。The flow rate θ2 is the angular velocity at that point obtained in step S2, and the moment of inertia l at that point input in step S4.
-1 and the stopping torque 'F obtained in step S6,
It can be calculated using the following formula.

即ち、その時点において、上部旋回体１を停止させよう
とした場合、上部旋回体ｌが停止するまでにどれだけの
角度流れるかが算出されることになる。That is, if it is attempted to stop the revolving upper structure 1 at that point, the angle through which the revolving upper structure 1 will flow before it stops will be calculated.

このようにして算出された流れ量θ２は手順Ｓ２で計算
された停止位置までの残りの角度（θ−θ。）と比較さ
れ（手順Ｓ１゜）、角度（θ−θ０）が流れ角θ２より
大きいときは、そのときの角速度が０か否か（上部旋回
体１が停止状態にあるかないか）を手順Ｓ＋＋で判断し
た後、再び手順ＳＩに戻る。一方、手順Ｓ３で上部旋回
体１が一定速度で旋回している（７＝ｏ）と判断された
場合は、停止制御動作に必要な手順８４〜Ｓ９の処理は
行なわず、直ちに手順Ｓ１゜の処理に移る。この場合の
手順ＳＩＯにおける流れ量θ２は、上部旋回体１が一定
速度となる直前における手順Ｓ、で求められた値が用い
られる。The flow rate θ2 calculated in this way is compared with the remaining angle (θ-θ.) to the stop position calculated in step S2 (step S1°), and the angle (θ-θ0) is smaller than the flow angle θ2. If it is large, it is determined in step S++ whether the angular velocity at that time is 0 (whether the upper rotating structure 1 is in a stopped state or not), and then the process returns to step SI. On the other hand, if it is determined in step S3 that the upper revolving structure 1 is rotating at a constant speed (7=o), steps 84 to S9 necessary for the stop control operation are not performed, and the process in step S1 is immediately performed. Move on to processing. For the flow rate θ2 in procedure SIO in this case, the value determined in procedure S immediately before the rotating upper structure 1 reaches a constant speed is used.

手順Ｓ、。において、残りの角度（θ−θ。）が流れ量
０２以下になったと判断されると、定められたブレーキ
フラグをＯＮにして両頭転油圧ポンプ１５の斜板１５ａ
を中立位置にしく手順５Ｉ２）、手順Ｓ７で演算した慣
性モーメントＩヒ停止トルクＴとの比Ｗをブレーキフラ
グがＯＮに変化した時点での値Ｗ。として記憶する（手
順Ｓ＋３＞、前述のように、流れ量θ２は停止動作後、
上部旋回体１が停止するまでに流れる角度である。この
流れ量θ２は、上記の比Ｗが一定であることを前提とし
ている。したがって、停止動作後は上記比Ｗを停止動作
開始時点における比Ｗ。に常に維持しておかねばならな
い。比Ｗ。はこのような意味において後述する処理に用
いられる。Procedure S. When it is determined that the remaining angle (θ-θ.) has become equal to or less than the flow rate 02, a predetermined brake flag is turned on and the swash plate 15a of the double-head hydraulic pump 15 is turned on.
to the neutral position, step 5I2), and the ratio W of the moment of inertia I to the stopping torque T calculated in step S7 is the value W at the time the brake flag changes to ON. (Step S+3>, as mentioned above, the flow rate θ2 is
This is the angle at which the upper revolving body 1 flows until it stops. This flow rate θ2 is based on the assumption that the above ratio W is constant. Therefore, after the stopping operation, the above ratio W is changed to the ratio W at the time of starting the stopping operation. must be maintained at all times. RatioW. is used in the processing described later in this sense.

手順ＳＩ４では、ブレーキフラグがＯＮに変化したとき
の手順Ｓ、で入力した圧力差Ｐを目標ブレーキ圧力Ｐ、
とじて記憶する。そして、回路のブレーキ圧力がこの目
標ブレーキ圧力Ｐ、となるように演算処理装置２３から
制御弁１８に対して斜板１５ａを傾転させる傾転指令が
出力される（手順Ｓ１．）。In step SI4, the pressure difference P input in step S when the brake flag changes to ON is set as the target brake pressure P,
Close it and memorize it. Then, a tilting command for tilting the swash plate 15a is outputted from the arithmetic processing unit 23 to the control valve 18 so that the brake pressure of the circuit becomes the target brake pressure P (step S1).

この指令出力後、処理は手順Ｓ、を経て手順Ｓ。After outputting this command, the process goes to step S and then to step S.

に戻り、再び手順Ｓ、−Ｓ、が実行される。この場合、
さきの手順Ｓ１□でブレーキフラグはすでにＯＮになっ
ているので、処理は手順Ｓ、ｌから手順Ｓ１に移行する
。Steps S and -S are executed again. in this case,
Since the brake flag has already been turned ON in the previous step S1□, the process moves from steps S and 1 to step S1.

手順ＳＩ６では、さきに記憶されている値Ｗ０をとり出
し、これを現時点で演算された値Ｗと比較する。即ち、
停止動作開始後、慣性モーメントＩは変化するので、停
止トルクＴとの比がどの程度変化したかを比較する。そ
して、手順３１？では、値Ｗを値Ｗ０に等しくするため
の停止トルクが演算されるとともに、この停止トルクを
生じさせるための目標ブレーキ圧力ＰＩ！が演算される
。手順ＳＩ５では、この目標ブレーキ圧力ＰＲが得られ
るように斜板１５ａを傾転させる傾転指令が出力される
。この斜板１５ａの傾転制御により停止トルクＴの値が
慣性モーメントＩの変化に応じて変化することになり、
値１／Ｔは常に値Ｗ。に一致するように保持される。か
くして、上部旋回体１が設定された停止位置（角度θ。In step SI6, the previously stored value W0 is taken out and compared with the currently calculated value W. That is,
Since the moment of inertia I changes after the start of the stopping operation, the extent to which the ratio with the stopping torque T changes is compared. And step 31? Then, the stopping torque to make the value W equal to the value W0 is calculated, and the target brake pressure PI! to generate this stopping torque is calculated. is calculated. In step SI5, a tilt command is output to tilt the swash plate 15a so that this target brake pressure PR is obtained. By controlling the tilting of the swash plate 15a, the value of the stopping torque T changes according to the change in the moment of inertia I.
The value 1/T is always the value W. is maintained to match. In this way, the upper revolving body 1 is set at the stop position (angle θ).

）に停止すると、手順Ｓ＋＋でその停止が判断され、処
理は終了する。), the stop is determined in step S++, and the process ends.

このように、本実施例では、上部旋回体の慣性モーメン
ト、停止トルク、速度に基づいて流れ量を計算し、設定
された停止位置までの距離が流れ置板下になったとき両
頭転油圧ポンプの斜板を中立位置に切換え、以後、慣性
モーメントと停止トルクの比を一定とすべく当該斜板の
傾転を制御するようにしたので、上部旋回体を所定位置
に正確に停止させることができる。しかも、慣性モーメ
ントは外力によるトルクとは無関係に、かつ、油圧ポン
プの吐出し流量の時間についての微分を１回行なうのみ
で得られるので、その値は正確であり、これにより、上
部旋回体１の停止位置の精度を向上させることができる
。In this way, in this embodiment, the flow rate is calculated based on the moment of inertia, stopping torque, and speed of the upper revolving body, and when the distance to the set stop position is below the flow plate, the double-headed hydraulic pump The swash plate was switched to the neutral position, and the tilting of the swash plate was then controlled to keep the ratio of the moment of inertia to the stopping torque constant, making it possible to accurately stop the upper rotating body at a predetermined position. can. Moreover, the moment of inertia can be obtained regardless of the torque caused by external force and by simply differentiating the discharge flow rate of the hydraulic pump with respect to time, so its value is accurate. The accuracy of the stop position can be improved.

なお、上記実施例の説明では、旋回体として油圧ショベ
ルの上部旋回体を例示して説明したが、これに限ること
はなく、他の旋回体であってもよいのは当然である。さ
らに、停止制御装置も」二記実施例のものに限ることは
なく、慣性モーメントを用いた停止制御装置であれば適
用可能である。In addition, in the description of the above embodiment, the upper revolving structure of a hydraulic excavator is exemplified as the revolving structure, but the present invention is not limited to this, and it goes without saying that other revolving structures may be used. Furthermore, the stop control device is not limited to the one described in the second embodiment, and any stop control device that uses a moment of inertia can be applied.

又、慣性モーメントは上記実施例のように、アナログ回
路により求める代りに、マイクロコンピュータによる演
算により求めることもできる。Further, the moment of inertia can also be determined by calculation by a microcomputer instead of being determined by an analog circuit as in the above embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明では、油圧モータと油圧ポン
プで油圧閉回路を構成し、油圧モータの入出力間の圧力
差を求め、かつ、油圧ポンプの吐出し流量の変化速度に
関連する値を求め、これらに基づいて旋回体の慣性モー
メントを演算するようにしたので、外力によるトルクと
は無関係に、かつ、油圧ポンプの吐出し流量の時間につ
いての微分を１回行なうだけで正確に慣性モーメントを
求めることができ、ひいては、慣性モーメントを用いた
旋回体の停止制御を精度良く行なうことができる。As described above, in the present invention, a hydraulic closed circuit is configured by a hydraulic motor and a hydraulic pump, and the pressure difference between the input and output of the hydraulic motor is determined, and a value related to the rate of change of the discharge flow rate of the hydraulic pump is determined. Since the moment of inertia of the rotating body is calculated based on these, the inertia can be calculated accurately regardless of the torque due to external force and by simply differentiating the discharge flow rate of the hydraulic pump with respect to time. The moment can be determined, and as a result, the stop control of the rotating body using the moment of inertia can be performed with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の実施例に係る停止制御装置の系統図、
第２図は第１図に示す慣性モーメント算出のための演算
器のブロック図、第３図は第１図に示す装置の動作を説
明するフローチャート、第４図は油圧ショベルの上部旋
回体の上面図、第５図は油圧モータの駆動回路図である
。 １・・・上部旋回体、２・・・フロント、１５・・・可
変容量側傾転油圧ポンプ、１５ａ・・・斜板、１６・・
・傾転角度制御装置、１８・・・制御弁、２０ａ、２０
ｂ・・・圧力センサ、２１・・・角度センサ、２２・・
・停止位置設定装置、２３．２５・・・演算器、２４・
・・回転数センサ、２６・・・演算処理装置、２７・・
・制御装置。 第４図 第５図FIG. 1 is a system diagram of a stop control device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram of the calculator for calculating the moment of inertia shown in Fig. 1, Fig. 3 is a flowchart explaining the operation of the device shown in Fig. 1, and Fig. 4 is the top view of the upper revolving body of the hydraulic excavator. FIG. 5 is a drive circuit diagram of the hydraulic motor. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Upper revolving body, 2... Front, 15... Variable capacity side tilting hydraulic pump, 15a... Swash plate, 16...
・Tilt angle control device, 18...control valve, 20a, 20
b...Pressure sensor, 21...Angle sensor, 22...
・Stop position setting device, 23.25... Arithmetic unit, 24.
...Rotation speed sensor, 26...Arithmetic processing unit, 27...
·Control device. Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 大きな慣性力を有する旋回体と、この旋回体を駆動する
油圧モータと、この油圧モータに圧油を供給する油圧ポ
ンプとを備えたものにおいて、前記油圧モータと前記油
圧ポンプとの油圧閉回路を構成する主回路と、この主回
路の圧力を検出する圧力検出手段と、前記油圧ポンプの
吐出し流量の変化速度に関連する値を検出する流量変化
速度検出手段と、前記圧力検出手段および前記流量変化
速度検出手段の検出値に基づいて前記旋回体の慣性モー
メントを算出する演算手段と、この演算手段により得ら
れた値および所定の停止位置目標値に基づいて前記油圧
ポンプの吐出し容量を制御する吐出し容量制御手段とを
設けたことを特徴とする旋回体の停止制御装置。A system comprising a rotating body having a large inertial force, a hydraulic motor for driving the rotating body, and a hydraulic pump for supplying pressure oil to the hydraulic motor, wherein a hydraulic closed circuit between the hydraulic motor and the hydraulic pump is provided. a main circuit, a pressure detection means for detecting the pressure of the main circuit, a flow rate change rate detection means for detecting a value related to the rate of change in the discharge flow rate of the hydraulic pump, the pressure detection means and the flow rate. calculation means for calculating the moment of inertia of the rotating body based on the detected value of the change speed detection means; and control of the discharge capacity of the hydraulic pump based on the value obtained by the calculation means and a predetermined stop position target value. What is claimed is: 1. A stop control device for a revolving structure, characterized in that a discharge capacity control means is provided.