CN103328732A - 作业机械的回转控制装置 - Google Patents

Abstract

抑制回转用电动马达的输出转矩的过量上升，自动地防止逆行。单元（31）根据来自装置（20）的指令算出旋转速度的目标值，单元（32）算出来自旋转速度传感器（81）的检测值与目标值的偏差，单元（33）算出偏差的消除方向的第1目标转矩，单元（34）根据来自装置（20）的指令算出与目标值同方向的第2目标转矩。单元（50）在第1范围内算出电动马达（12）的旋转角度的变化量，单元（60）在第2范围内算出上述变化量。单元（40）根据来自单元（50、60）的变化量算出返回到预定时间（t）前的旋转角度的方向的第3目标转矩，单元（73）将第1目标转矩限制为第2、第3目标转矩中的与第1目标转矩同方向且绝对值大的一方。第1范围的大致整体规定一个方向的变化量的范围，剩余的一点范围规定另一方向的变化量的范围，第2范围的大致整体规定另一方向的变化量的范围，剩余的一点范围规定一个方向的变化量的范围。

Description

作业机械的回转控制装置

技术领域

本发明涉及根据来自回转操作装置的回转指令信号来控制电动马达的作业机械的回转控制装置，上述作业机械的回转控制装置具有：回转装置，其利用电动马达的输出转矩来驱动回转体；以及回转操作装置，其伴随选择性地向相反的两个方向的某一方的操作，将该操作的操作方向以及操作量变换为回转指令信号。

背景技术

作为现有的作业机械的回转控制装置具有设置在液压挖掘机的装置。该现有的回转控制装置具有：回转装置，其利用能够向相反的两个方向旋转的电动马达的输出转矩来驱动回转体；回转操作装置（操作杆），其能够选择性地从中立位置向相反的两个方向进行操作，将操作方向以及操作量变换为回转指令信号；以及控制单元，其根据来自该回转操作装置的回转指令信号来控制电动马达。

该控制单元具有：旋转速度检测单元，其用于检测电动马达的旋转速度；目标旋转速度算出单元，其根据来自回转操作装置的回转指令信号来算出电动马达的目标旋转速度；速度偏差算出单元，其用于算出由旋转速度检测单元检测出的实际旋转速度的、相对于目标旋转速度的速度偏差；以及第1目标转矩算出单元，其用于算出消除由该速度偏差算出单元算出的速度偏差的方向的电动马达的目标转矩。由此，进行电动马达的旋转速度的反馈控制，其结果为，就回转操作装置的自中立位置起的向相反的两个操作方向的任意一个而言，伴随自中立位置起的操作量的增加，回转体的回转速度被控制成变大，伴随操作量的减少，回转体的回转速度被控制成变小。

在由液压挖掘机来进行的作业的种类中存在按压作业。该按压作业是这样的作业：通过将前作业装置的挖斗的外侧面按压到槽的内侧面，从而对槽的内侧面进行压固整形。在该按压作业时，回转体不回转，即实际的旋转速度没有从0发生变化。因此成为以下的状态：仅通过将电动马达的输出转矩控制为由第1目标转矩算出单元算出的目标转矩的反馈控制，将输出转矩维持在大致最大而与回转操作装置的操作量无关。在该状态下，不能对将挖斗按压到槽的内侧面的方向的电动马达的输出转矩进行调节。

因此，控制单元设置有：第2目标转矩算出单元，其根据来自回转操作装置的回转指令信号算出与目标旋转速度同方向的电动马达的目标转矩；检测单元，其用于检测速度偏差为预定值以上的状态，即开始了按压作业而回转停滞了的状态；以及切换单元，当由该检测单元检测出回转的停滞时，切换单元自动地将电动马达的控制从根据由第1目标转矩算出单元算出的目标转矩来进行的状态切换到根据由第2目标转矩算出单元算出的目标转矩来进行的状态。由此，按压作业时，根据由第2目标转矩算出单元算出的目标转矩来控制电动马达的输出转矩。其结果为，就回转操作装置的自中立位置起的向相反的两个操作方向的任意一个而言，伴随自中立位置起的操作量的增加，电动马达的输出转矩被控制成变大，伴随操作量的减少，电动马达的输出转矩被控制成变小。即，能够对将挖斗按压到槽的内侧面的方向的电动马达的输出转矩进行调节。（参照专利文献1）

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-328398号公报（段落0051）

发明内容

发明要解决的课题

但是，除了如上所述进行按压作业的情况会产生回转体的回转停滞之外，在坡地朝向上坡侧使前作业装置的挖斗在空中回转的情况，和抵抗强风回转前作业装置的情况下，也会产生回转体的回转停滞。这两个情况有时不止产生回转的停滞还会产生逆行。

当在前述的两个情况下回转停滞时，与按压作业相同，上述的现有的回转控制装置成为根据回转操作装置的操作量来控制电动马达的输出转矩的状态。在该状态下为了防止回转体的逆行，操作员必须调节回转操作装置的自中立位置起的操作量以便抵抗作用于前作业装置的重力分量和作用于前作业装置的风力，至少使回转体停止。

本发明是考虑上述的事情而做出的发明，其目的在于提供作业机械的回转控制装置，其能够抑制由回转体的回转速度的反馈控制引起的电动马达的输出转矩的过量上升，并且能够自动地防止逆行。

用于解决课题的手段

为了达成上述的目的，以以下方式来构成本发明的作业机械的回转控制装置。

[1]本发明涉及一种作业机械的回转控制装置，该作业机械具有：回转装置，其利用能够向相反的两个方向旋转的电动马达的输出转矩来驱动回转体；回转操作装置，其能够选择性地从中立位置向相反的两个方向操作，并将操作方向以及操作量变换为回转指令信号；以及控制单元，其根据来自该回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标转矩，根据该目标转矩来控制上述电动马达的输出转矩，上述作业机械的回转控制装置的特征在于，上述控制单元具有：旋转速度检测单元，其用于检测上述电动马达的旋转速度；目标旋转速度算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标旋转速度；速度偏差算出单元，其用于算出由上述旋转速度检测单元检测出的实际旋转速度相对于上述目标旋转速度的速度偏差；第1目标转矩算出单元，其用于算出消除上述速度偏差的方向的第1目标转矩；第2目标转矩算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出与上述目标旋转速度同方向的第2目标转矩；第1变化量算出单元，其用于根据由上述旋转速度检测单元检测出的旋转速度的检测值算出在预先设定的第1算出范围内的上述电气马达的旋转角度的变化量；第2变化量算出单元，其用于根据由上述旋转速度检测单元检测出的旋转速度的检测值算出在预先设定的第2算出范围内的上述电气马达的旋转角度的变化量；第3目标转矩算出单元，其用于根据由上述第1、第2变化量算出单元分别算出的变化量，算出上述电动马达的旋转角度返回到上述预定时间前的旋转角度的方向的第3目标转矩；以及目标转矩限制单元，其用于将上述第1目标转矩限制为上述第2、第3目标转矩中的、与上述第1目标转矩同方向且绝对值较大的一方的目标转矩，上述第1算出范围的大致整体规定上述电动马达的向相反的两个旋转方向中的一个方向的上述变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定另一方向的上述变化量的算出范围，上述第2算出范围的大致整体规定上述另一方向的上述变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定上述一个方向的上述变化量的算出范围。

在记载于该“[1]”的作业机械的回转控制装置中，旋转速度检测单元检测电动马达的实际旋转速度，目标旋转速度算出单元根据来自回转操作装置的回转指令信号算出电动马达的目标旋转速度，速度偏差算出单元算出实际旋转速度相对于目标旋转速度的速度偏差，第1目标转矩算出单元算出消除该速度偏差的方向的电动马达的第1目标转矩。另外，第2目标转矩算出单元根据来自回转操作装置的回转指令信号算出与目标旋转速度同方向的电动马达的第2目标转矩。另外，第1变化量算出单元根据由旋转速度检测单元检测出的旋转速度的检测值，在第1算出范围内算出电动马达的旋转角度的变化量，第2变化量算出单元根据由旋转速度检测单元检测出的旋转速度的检测值，在第2算出范围内算出电动马达的旋转角度的变化量。第3目标转矩算出单元根据由第1、第2变化量算出单元分别算出的变化量，算出电动马达的旋转角度返回到预定时间前的旋转角度的方向的第3目标转矩。并且，目标转矩限制单元将第1目标转矩限制为第2、第3目标转矩中的与第1目标转矩同方向且绝对值较大的一方的目标转矩。由此，能够抑制由反馈控制引起的电动马达的输出转矩的过量上升。特别是，在作业机械为液压挖掘机的情况下，在按压作业时操作员能够根据回转控制装置的操作量来调节电动马达的输出转矩。另外，在第2目标转矩不足以防止逆行的情况下，能够将绝对值比第2目标转矩大的第3目标转矩设为第1目标转矩的限制值，由此能够跟随回转体的回转角度来自动地防止回转体的逆行。

另外，在记载于“[1]”的回转控制装置中，第1算出范围的大致整体规定一个方向的变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定另一方向的变化量的算出范围。与此相反，第2算出范围的大致整体规定另一方向的变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定一个方向的变化量的算出范围。也就是说，第1、第2算出范围仅包含微小的与大致整体规定的算出范围正负值相反的算出范围。使用根据这些正负值相反的算出范围内的变化量而算出的第3目标转矩，由此能够可靠地防止逆行。

[2]本发明涉及一种作业机械的回转控制装置，该作业机械具有：回转装置，其利用能够向相反的两个方向旋转的电动马达的输出转矩来驱动回转体；回转操作装置，其能够选择性地从中立位置向相反的两个方向操作，并将操作方向以及操作量变换为回转指令信号；以及控制单元，其根据来自该回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标转矩，根据该目标转矩来控制上述电动马达的输出转矩，上述作业机械的回转控制装置的特征在于，上述控制单元具有：旋转速度检测单元，其用于检测上述电动马达的旋转速度；目标旋转速度算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标旋转速度；速度偏差算出单元，其用于算出由上述旋转速度检测单元检测出的实际旋转速度相对于上述目标旋转速度的速度偏差；第1目标转矩算出单元，其用于算出消除上述速度偏差的方向的第1目标转矩；第2目标转矩算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出与上述目标旋转速度同方向的第2目标转矩；回转角度检测单元，其用于检测上述回转体的实际回转角度；登记指令单元，其用于指示登记由该回转角度检测单元检测出的回转角度；回转角度登记单元，其用于将由该登记指令单元指示的回转角度作为登记回转角度进行存储；角度偏差算出单元，其用于算出由上述回转角度检测单元检测出的实际回转角度相对于上述登记回转角度的角度偏差；第3目标转矩算出单元，其用于根据上述角度偏差算出使上述回转体返回到上述登记回转角度的方向的第3目标转矩；以及目标转矩限制单元，其将上述第1目标转矩限制为上述第2、第3目标转矩中的、与上述第1目标转矩同方向且绝对值较大的一方的目标转矩。

记载于“[2]”的回转控制装置与记载于“[1]”的回转控制装置的控制单元同样地，将第1目标转矩限制为第2、第3目标转矩中的与第1目标转矩同方向且绝对值较大的一方的目标转矩。由此，能够抑制由反馈控制引起的电动马达的输出转矩的过量上升。

另外，在记载于“[2]”的回转控制装置中，回转角度登记单元根据登记指令单元的指令将由回转角度检测单元检测出的回转角度的登记作为登记回转角度进行存储，角度偏差算出单元算出实际回转角度相对于登记回转角度的角度偏差，第3目标转矩算出单元根据该角度偏差算出使回转体返回到登记回转角度的方向的第3目标转矩，这一点与记载于“[1]”的回转控制装置的控制单元不同。通过将电动马达的输出转矩控制为该第3目标转矩，针对从登记回转角度背离的方向的逆行实施自动地防止回转体逆行。

发明效果

根据记载于“[1]”的本发明，能够抑制由回转体的回转速度的反馈控制引起的电动马达的输出转矩的过量上升，并且能够跟随回转体的回转角度自动地防止回转体的逆行。

根据记载于“[2]”的本发明，能够抑制由回转体的回转速度的反馈控制引起的电动马达的输出转矩的过量上升，并且能够针对从所登记的任意回转角度（登记回转角度）背离的方向的逆行实施自动地防止回转体逆行。

附图说明

图1是作为设置有本发明的第1实施方式的回转控制装置的作业机械的液压挖掘机的侧视图。

图2是表示本发明的第1实施方式的回转控制装置的结构的方框图。

图3是表示由图2所示的目标旋转速度算出单元算出的目标旋转速度的特性的图。

图4是表示由图2所示的第2目标转矩算出单元算出的第2目标转矩的特性的图。

图5是表示由图2所示的第3目标转矩算出单元算出的第3目标转矩的特性的图。

图6是表示设置在图2所示的第3目标转矩算出单元的第1、第2修正单元的方框图。

图7是表示本发明的第2实施方式的回转控制装置的结构的方框图。

图8是表示设置在图4所示的第3目标转矩算出单元的第1、第2修正单元的方框图。

具体实施方式

[第1实施方式]

使用图1～图6来对本发明的第1实施方式的作业机械的回转控制装置进行说明。

如图1所示，液压挖掘机1具有：行驶体2，其驱动履带2a而行驶；回转体3，其经回转轴承（未图示）与行驶体2结合；以及前作业装置4，其设置在回转体3的前部的大致中央。回转体3具有：驾驶室3a，其设置在前作业装置4的左侧；配重3c，其形成了回转体3的后端部；以及机房3b，其形成在从驾驶室3a的后方到配重3c之间。前作业装置4是挖掘类型装置，具有：斗杆4a，其在上下方向转动自如地与回转体3的前部结合；动臂4b，其转动自如地与该斗杆4a结合；以及挖斗4c，其转动自如地与该动臂4b结合。

回转体3由回转装置10驱动。该回转装置10具有：液压马达11，其能够向相反的两个方向旋转；电动马达12，其能够传动地与该液压马达11连接，能够向相反的两个方向旋转；机械制动器13，其用于对液压马达11以及电动马达12进行制动；以及减速器14，其能够传动地与电动马达12连接。机械制动器13是湿式多板型的液压操作式的装置，是这样的负制动器（negativebrake）：当存在使回转体3回转的意思的指令时，以及指令了前作业装置的工作时，被施加制动解除压力而解除制动。减速器14能够传动地与设置在前述的回转轴承（未图示）的内表面的环形齿轮连接。另外，电动马达12在回转体3减速时作为发电机发挥功能，由此将回转体3的惯性能量变换为电能。将由电动马达3发出的电能存储到电池（未图示）中。

在驾驶室3a内设置有回转操作装置15。该回转操作装置15具有由操作员操作的操作杆16。该操作杆16能够从中立位置向相反的两个方向，例如左右方向选择性地进行倾倒操作，回转操作装置15是将操作杆16的自中立位置起的操作方向以及操作量变换为回转指令信号（电信号）的装置。将操作杆16倾倒操作到坐在驾驶室的操作员的左右方向中的左方向时，生成表示作为这时的操作方向的左方向和从中立位置向左方向的操作量的回转指令信号。反过来将操作杆16倾倒操作到右方向时，生成表示作为这时的操作方向的右方向和从中立位置向右方向的操作量的回转指令信号。

在驾驶室3a的后部设置有控制器30。该控制器30是这样的装置，具有：CPU（Central Processing Unit：中央处理单元）、存储控制程序以及数据的ROM（Read Only Memory：只读存储器）、作为CPU的作业区域而被利用的RAM（Random Access Memory：随机存取存储器）、辅助存储装置等，读取存储在ROM或辅助存储装置中的控制程序以及数据，从而进行与液压挖掘机的控制相关的处理。

如图2所示，控制器30与回转操作装置15、旋转速度传感器81、以及变换器80电连接，上述旋转速度传感器81为检测电动马达12的旋转速度ω的旋转速度检测单元，上述变换器80控制从电池供给到电动马达12的电力。旋转速度传感器81将电动马达12的旋转速度ω变换为旋转速度信号（电信号）来进行输出。

控制器30和旋转速度传感器81构成控制单元，该控制单元根据来自回转操作装置15的回转指令信号算出电动马达12的目标转矩，根据该目标转矩来控制电动马达12的输出转矩。

控制器30具有：目标旋转速度算出单元31，其根据来自回转操作装置15的回转指令信号算出电动马达12的目标旋转速度；速度偏差算出单元32，其用于算出由旋转速度传感器81检测出的实际旋转速度ω相对于目标旋转速度的速度偏差；以及第1目标转矩算出单元33，其算出消除由该速度偏差算出单元32算出的速度偏差的方向的第1目标转矩。这些单元31～33是通过预先存储在ROM或辅助存储装置中的控制程序以及数据设定的单元。

目标旋转速度算出单元31在根据来自回转操作装置15的回转指令信号算出电动马达12的目标旋转速度时，使用预先设定的目标旋转速度特性31a（图3所示）。该目标旋转速度特性31a是规定了操作杆16的自中立位置起的操作方向（左右方向）和操作量、与目标旋转速度的对应关系的特性。在目标旋转速度特性31a中，以正值来处理自中立位置起向左方向的操作量，以负值来处理自中立位置起向右方向的操作量，并且以正值来处理与左回转对应的旋转方向（以下称为“正方向”）的目标旋转速度，以负值来处理与右回转对应的方向的旋转方向（以下称为“负方向”）的目标旋转速度。接下来，对由目标旋转速度特性31a规定的对应关系具体地进行说明。

如图3所示，当操作量为0时，即操作杆16在中立位置时，目标旋转速度为0。将操作杆16从中立位置向左方向操作时，目标旋转速度的方向是正方向。从中立位置向左方向的操作量越大，正方向的目标旋转速度也越大。但是，当操作杆16所在位置比左方向的操作临界位置靠近中立位置且操作量达到预定操作量S1时，正方向的目标旋转速度为最大值Rmax。相对于在操作量Smax和预定操作量S1之间的范围内的操作量，正方向的目标旋转速度是最大值Rmax，上述操作量Smax与左方向的操作临界位置相对应。

将操作杆16从中立位置向右方向操作时，与从中立位置向左方向操作时相反，目标旋转速度的方向为负方向。从中立位置向右方向的操作量越大，即负的操作量的绝对值越大，负方向的目标旋转速度的绝对值也越大。但是，当操作杆16所在位置比右方向的操作临界位置靠近中立位置且操作量达到预定操作量-S1时，负方向的目标旋转速度为最小值-Rmax。相对于在操作量-Smax和预定操作量-S1之间的范围内的操作量，负方向的目标旋转速度是最小值-Rmax，上述操作量-Smax与右方向的操作临界位置相对应。

当实际旋转速度ω比目标旋转速度慢时，第1目标转矩算出单元33算出与目标旋转速度同方向的第1目标转矩。实际旋转速度ω相对于目标旋转速度越慢，算出第1目标转矩的绝对值越大。

控制器30还具有：第2目标转矩算出单元34，其根据来自回转操作装置15的回转指令信号算出与目标旋转速度同方向的第2目标转矩。该第2目标转矩算出单元34是通过预先存储在ROM或辅助存储装置中的控制程序以及数据设定的单元。该第2目标转矩算出单元34根据来自回转操作装置15的回转指令信号算出第2目标转矩时，使用预先设定的第1转矩特性34a（参照图4（a））以及第2转矩特性34b（参照图4（b））。这些第1转矩特性34a以及第2转矩特性34b是规定了操作杆16的自中立位置起的操作方向和操作量、与第2目标转矩的对应关系的特性。接下来，对由这些第1转矩特性34a以及第2转矩特性34b规定的对应关系具体地进行说明。

如图4（a）所示，当操作量为0时，即操作杆16在中立位置时，第2目标转矩为0。将操作杆16从中立位置向左方向操作时，第2目标转矩的方向为正方向。从中立位置向左方向的操作量越大，正方向的第2目标转矩也越大。但是，操作量在0到0附近的不足预定的小操作量S2的范围内时，第2目标转矩为0。另外，当操作量为预定的小操作量S2时第2目标转矩为Tc。另外，操作杆16所在位置比左方向的操作临界位置靠近中立位置且操作量达到预定操作量S1时，正方向的第2目标转矩为最大值Tmax。相对于在操作量Smax和预定操作量S1之间的范围内的操作量，正方向的第2目标转矩是最大值Tmax。将最大值Tmax设定为电动马达12的输出转矩的最大值。

如图4（b）所示，将操作杆16从中立位置向右方向操作时，与从中立位置向左方向操作时相反，第2目标转矩的方向为负方向。从中立位置向右方向的操作量越大，负方向的第2目标转矩的绝对值也越大。但是，操作量在自0到0附近的不足预定的小操作量-S2的范围内时，第2目标转矩为0。另外，当操作量为预定的小操作量-S2时第2目标转矩为-Tc。另外，操作杆16所在位置比右方向的操作临界位置靠近中立位置且操作量达到预定操作量-S1时，负方向的第2目标转矩为最小值-Tmax。相对于在操作量-Smax和预定操作量-S1之间的范围内的操作量，负方向的第2目标转矩是最小值-Tmax。

控制器30还具有：第1变化量算出单元50，其在预先设定的第1算出范围内算出电动马达12的旋转角度在预定时间t内的变化量；第2变化量算出单元60，其在预先设定的第2算出范围内算出电动马达12的旋转角度在预定时间t内的变化量；以及第3目标转矩算出单元40，其根据分别由第1变化量算出单元50以及第2变化量算出单元60算出的变化量，算出电动马达12的旋转角度返回到预定时间t前的旋转角度的方向的第3目标转矩。这些单元50、60、40是通过预先存储在ROM或辅助存储装置中的控制程序以及数据设定的单元。

具体来说，第1变化量算出单元50构成为具有：求和单元52、延迟单元51（存储器装置）、以及选择单元53。选择单元53是这样的单元：预先存储上限值C1，进行从延迟单元51得到的加算值是否是该上限值C1以下的判定，并且当得到了是上限值C1以下的判定结果时，将该加算值选择为基于第3目标转矩算出单元40的运算而使用的值，当得到了该加算值不是上限值C1以下的判定结果，即超过上限值C1的判定结果时，将上限值C1选择为基于第3目标转矩算出单元40的运算而使用的值，而不选择该加算值。求和单元52是求出选择单元53的输出值与来自旋转速度传感器81的旋转速度的检测值的加算值的单元。延迟单元51是将输入到该延迟单元51的加算值作为下一次的选择单元53的输入值而进行临时存储保持的单元。另外设定成：在前一次值没有存储在延迟单元51中的状态下，选择单元53不与上限值C1进行比较，不进行向第3目标转矩算出单元40的输出，将输入到选择单元53的来自旋转速度传感器81的旋转速度的检测值直接输出到求和单元52。在预定时间t的运算周期内进行由这些求和单元52、延迟单元51（存储器装置）、以及选择单元53实现的第1变化量算出单元50中的处理。

上限值C1是针对正变化量而设定的值，即针对伴随左回转的电动马达12的正方向的旋转角度的变化量而设定的值。第1算出范围的大致整体规定负变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定将C1设为上限值的正变化量的算出范围。另外，针对第1算出范围的负变化量的算出范围没有设定下限值。

具体来说，第2变化量算出单元60构成为具有：求和单元62、延迟单元61（存储器装置）、以及选择单元63。选择单元63是这样的单元：预先存储下限值C2，进行从延迟单元61得到的加算值是否是该下限值C2以上的判定，并且当得到了是下限值C2以上的判定结果时，将该加算值选择为基于第3目标转矩算出单元40的运算使用的值，当得到了该加算值不是下限值C2以上的判定结果，即低于下限值C2的判定结果时，将下限值C1选择为基于第3目标转矩算出单元40的运算使用的值而不是选择该加算值。求和单元62是求出选择单元63的输出值与来自旋转速度传感器81的旋转速度的检测值的加算值的单元。延迟单元61是将输入到该延迟单元61的加算值作为下一次的选择单元63的输入值而进行临时存储保持的单元。另外设定成：在前一次值没有存储在延迟单元61中的状态下，选择单元63不与下限值C2进行比较，不进行向第3目标转矩算出单元40的输出，将输入到选择单元63的来自旋转速度传感器81的旋转速度的检测值直接输出到求和单元62。在预定时间t的运算周期内进行由这些求和单元62、延迟单元61（存储器装置）、以及选择单元63实现的第2变化量算出单元60中的处理。

下限值C2是针对负变化量而设定的值，即针对伴随右回转的电动马达12的负方向的旋转角度的变化量而设定的值。第2算出范围的大致整体规定正变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定将C2设为下限值的负变化量的算出范围。另外，针对第2算出范围的正变化量的算出范围没有设定上限值。

第3目标转矩算出单元40在算出第3目标转矩时，使用预先设定的第1逆行防止特性40a（参照图5（a））以及第2逆行防止特性40b（参照图5（b））。第1逆行防止特性40a是规定了电动马达12的旋转角度在预定时间t内的负变化量和第3目标转矩的对应关系的特性。第2逆行防止特性40b是规定了电动马达12的旋转角度在预定时间t内的正变化量和第3目标转矩的对应关系的特性。接下来，对由第1逆行防止特性40a、第2逆行防止特性40b规定的对应关系具体地进行说明。

如图5（a）所示，变化量为0，或是正变化量时，第3目标转矩为0。针对负变化量，第3目标转矩的方向为正方向。将该正方向的第3目标转矩的最大值规定为电动马达12的输出转矩的最大值Tmax。由以下一次函数来规定从0到该最大值Tmax为止的范围内的第3目标转矩的特性：负变化量的绝对值越大，正方向的第3目标转矩越大，负变化量为预定变化量-S3时，正方向的第3目标转矩为最大值Tmax。预定变化量-S3是以使为操作员感受不到与该预定变化量-S3对应的右方向的回转角度的变化量的程度的微小的大小而设定的，例如设定为相当于右方向的回转角度1°。

如图5（b）所示，变化量为0，或是负变化量时，第3目标转矩为0。针对正变化量，第3目标转矩的方向为负方向。将该负方向的第3目标转矩的最小值规定为-Tmax。由以下一次函数来规定从0到该最小值-Tmax为止的范围内的第3目标转矩的特性：正变化量越大，负方向的第3目标转矩的绝对值越大，正变化量为预定变化量S3时，负方向的第3目标转矩为最小值-Tmax。预定变化量S3是以使为操作员感受不到与该预定变化量S3对应的左方向的回转角度的变化量的程度的微小的大小而设定的，例如设定为相当于左方向的回转角度1°。

控制器30还具有：目标转矩限制单元70，其将第1目标转矩限制为与该第1目标转矩同方向的第2、第3目标转矩中的、绝对值较大的一方。该目标转矩限制单元70是通过预先存储在ROM或辅助存储装置中的控制程序以及数据设定的单元，具体来说，目标转矩限制单元70具有：接下来进行说明的左回转用目标转矩选择单元71、右回转用目标转矩选择单元72、以及限制值决定单元73。

左回转用目标转矩选择单元71是这样的单元：选择第2目标转矩和第3目标转矩中的较大的一方，或者，在第2、第3目标转矩均为0时选择0，上述第2目标转矩是在第2目标转矩算出单元34中使用第2转矩特性34a（图4（a）所示）算出的转矩，上述第3目标转矩是在第3目标转矩算出单元40中使用第1逆行防止特性40a（图5（a）所示）算出的转矩。

右回转用目标转矩选择单元72是这样的单元：选择第2目标转矩和第3目标转矩中的绝对值较大的一方，或者，在第2、第3目标转矩均为0时选择0，上述第2目标转矩是在第2目标转矩算出单元34中使用第2转矩特性34b（图4（b）所示）算出的转矩，第3目标转矩是在第3目标转矩算出单元40中使用第2逆行防止特性40b（图5（b）所示）算出的转矩。

限制值决定单元73是这样的单元：将由左回转用目标转矩选择单元71选择的目标转矩和由右回转用目标转矩选择单元72选择的目标转矩中的、与第1目标转矩同方向的目标转矩选择为第1目标转矩的限制值。也就是说，当第1目标转矩为正方向时，将第2、第3目标转矩中的某一个设定为第1目标转矩的上限值，当第1目标转矩为负方向时，将第2、第3目标转矩中的某一个设定为第1目标转矩的下限值。

另外，如图6所示，第3目标转矩算出单元40具有：第1修正单元41以及第2修正单元45，当将电动马达12的输出转矩控制为第3目标转矩时，该第1修正单元41以及第2修正单元45根据电动马达12的旋转角度在预定时间t内的变化量，即根据第3目标转矩的绝对值，来进行用于降低电动马达12的输出转矩的过冲量（overshoot）的修正。

第1修正单元41具有：微分单元42、乘法单元43、以及减法单元44，通过它们，根据负变化量，使用预先设定的修正用增益常数K来进行这样的修正处理：降低当将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第3目标转矩时的过冲量。通过该修正处理，正方向的第3目标转矩越大，降低电动马达12的输出转矩的过冲量的程度被设定得越大。

第2修正单元45具有：微分单元46、乘法单元47、以及减法单元48，通过它们，根据正变化量，使用预先设定的修正用增益常数K来进行这样的修正处理：降低当电动马达12的输出转矩被控制为负方向的第3目标转矩时的过冲量。通过该修正处理，负方向的第3目标转矩的绝对值越大，降低电动马达12的输出转矩的过量的程度被设定得越大。

分别分为（1）在平地上使前作业装置4浮在无风的空中且使回转体3回转的情况，（2）使液压挖掘机1进行按压作业的情况，（3）防止回转的逆行的情况这3个情况，对像这样构成的第1实施方式的回转控制装置20的动作进行说明。

（1）针对在平地上使前作业装置4浮在无风的空中且使回转体3回转的情况，列举使回转体3左回转为例进行说明。

操作员将回转操作装置15的操作杆16从中立位置操作到左方向，将操作量维持在S2以上的任意的正操作量。伴随于此，回转控制装置20输出回转指令信号。控制器30输入该回转指令信号时，该控制器30的目标旋转速度算出单元31根据回转指令信号来算出正方向的目标旋转速度。接下来，控制器30的速度偏差算出单元32算出来自旋转速度传感器81的旋转速度信号所示的回转开始当初的实际旋转速度ω，即0的、相对于正方向的目标旋转速度的速度偏差，由此得到与正方向的目标旋转速度相同大小的速度偏差。接下来，控制器30的第1目标转矩算出单元33例如算出最大值Tmax作为消除该速度偏差的方向的第1目标转矩，即用于使左方向的回转速度加速的第1目标转矩。

另外，控制器30的第2目标转矩算出单元34根据回转指令信号算出第2目标转矩，由此得到与目标旋转速度同方向、即正方向的第2目标转矩。

在刚刚将操作杆16向左方向操作之后，由静止状态的回转体3以及前作业装置4的惯性力、静止摩擦力等引起的阻力作用于电动马达12。因此，控制器30的第1变化量算出单元50以及第2变化量算出单元60都算出0作为电动马达12在预定时间t内的旋转角度的变化量。伴随于此，控制器30的第3目标转矩算出单元40使用第1逆行防止特性40a算出0作为第3目标转矩，与此并行地使用第2逆行防止特性40b算出0作为第3目标转矩。

在控制器30的目标转矩限制单元70中，由于第3目标转矩为0，所以左回转用目标转矩选择单元71选择正方向的第2目标转矩。另外，由于第2、第3目标转矩都为0，所以右回转用目标转矩选择单元72选择0。限制值决定单元73选择像这样选择出的正方向的第2目标转矩和0中的、作为与第1目标转矩同方向的目标转矩的正方向的第2目标转矩。也就是说，将正方向的第1目标转矩的上限值设定为正方向的第2目标转矩。由于正方向的第1目标转矩为最大值Tmax且比正方向的第2目标转矩大，所以控制器30以电动马达12的输出转矩为第2目标转矩的方式来控制变换器80。

本次，由于在平地上使前作业装置4浮在无风的空中且使回转体3回转，所以来自按压作业时的槽内侧面的反作用力、在坡地的重力分量、风力等外力没有作用到前作业装置4。因此，如上所述将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第1目标转矩或正方向的第2目标转矩，由此电动马达12开始向正方向旋转，即回转体3开始向左方向回转，实际旋转速度ω相对于目标旋转速度的速度偏差变小。伴随于此，正方向的第1目标转矩也变小。

在随后的回转体3的左回转中，只要将操作杆16向左方向操作，第2目标转矩算出单元34继续算出正方向的第2目标转矩。

另外，回转体3的左回转中，第1变化量算出单元50通过求和单元52以及延迟单元51算出正变化量作为电动马达12在预定时间t内的旋转角度的变化量，接下来，若该正变化量为上限值C1以下，则通过选择单元53将该正变化量选择为用于第3目标转矩的算出的值，若该正变化量超过上限值C1，则通过选择单元53将该上限值C1选择为用于第3目标转矩的算出的值。然后，第3目标转矩算出单元40根据由选择单元53选择出的值使用第1逆行防止特性40a来算出第3目标转矩。由于本次的变化量为正值，所以使用第1逆行防止特性40a算出的第3目标转矩为0。

另一方面，第2变化量算出单元60中，与第1变化量算出单元50相同，通过求和单元62以及延迟单元61算出正变化量。该变化量为比下限值C2大的正值。因此，第2变化量算出单元60通过选择单元63将下限值C2和该正变化量中的该正变化量选择为用于第3目标转矩的算出的值。然后，第3目标转矩算出单元40根据由选择单元63选择出的值使用第2逆行防止特性40b来算出负方向的第3目标转矩。

由于第3目标转矩为0，所以目标转矩限制单元70的左回转用目标转矩选择单元71选择正方向的第2目标转矩。另外，由于第2目标转矩为0，所以右回转用目标转矩选择单元72选择负方向的第3目标转矩。限制值决定单元73选择这些正方向的第2目标转矩和负方向的第3目标转矩中的、作为与第1目标转矩同方向的目标转矩的正方向的第2目标转矩。由此当正方向的第1目标转矩比正方向的第2目标转矩大时，控制器30继续以电动马达12的输出转矩为正方向的第2目标转矩的方式来控制变换器80。另外，在将电动马达12控制为了正方向的第2目标转矩的状态下，当操作员感到回转体3的加速不足时，能够通过使向操作杆16向左方向的操作量变大使第2目标转矩变大，由此能够使回转体3的加速度变大。

通过将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第2目标转矩，电动马达12的旋转速度ω上升，即回转体3的左方向的回转速度上升，伴随于此，实际旋转速度ω相对于目标旋转速度的速度偏差进一步变小。因此，正方向的第1目标转矩也进一步变小。并且，当正方向的第1目标转矩为正方向的第2目标转矩以下时，控制器20以电动马达12的输出转矩为第1目标转矩的方式来控制变换器80。

（2）针对使液压挖掘机1进行按压作业的情况，列举使回转体3左回转为例进行说明。

该情况与“（1）”同样地，在操作杆16为任意的正操作量的起初，控制器30将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第2目标转矩。由于本次进行按压作业，所以从向左方向按压挖斗4c的槽的内侧面对前作业装置4的挖斗4c作用有反作用力，由此回转停滞，即电动马达12的实际旋转速度ω不接近目标旋转速度。因此，正方向的第1目标转矩维持在最大值Tmax。另一方面，在维持操作杆16的左方向的操作量时，正方向的第2目标转矩没有变化。另外，由于电动马达12的旋转角度在预定时间t内的变化量也没有变化，所以使用第1逆行防止特性40a算出的第3目标转矩是0，使用第2逆行防止特性40b算出的第3目标转矩也是0。因此，控制器20以电动马达12的输出转矩为第2目标转矩的方式来控制变换器80，由此继续将挖斗4c按压到槽的内侧面。

在将挖斗4c按压到槽的内侧面的状态下，当操作员进一步将操作杆16向左方向操作而使正操作量变大时，回转也保持停滞，因此，继续将电动马达12的输出转矩控制为第2目标转矩。若正操作量变大则第2目标转矩变大，反之，正操作量变小则第2目标转矩变小，所以在按压作业时，操作员通过增减操作杆16的自中立位置起的操作量，能够调节挖斗4c对槽的内侧面的按压力。

（3）针对防止回转的逆行的情况，列举防止回转体3针对左回转而逆行为例进行说明。

如在“（1）”中所说明的那样，根据操作杆16的左方向的操作量（正操作量）来算出第1、第2目标转矩。并且，在正方向的第1目标转矩为正方向的第2目标转矩以下之前，将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第2目标转矩。

当使停止于坡地的液压挖掘机1的回转体3向坡地的上坡侧回转时，前作业装置4的重力分量作为抵抗回转的外力发挥作用。另外，在强风下逆风使回转体3旋转时风力作为抵抗回转体的外力而发挥作用。因此，正方向的第2目标转矩相对于这些外力过小时，虽然使操作杆16向左方向操作，但是回转体3向右方向回转，即回转体3向右方向逆行，电动马达12也随回转体3向负方向逆行。

逆行产生时，第1变化量算出单元50通过求和单元52以及延迟单元51算出负变化量作为电动马达12的旋转角度在预定时间t内的变化量。该负变化量比上限值C1小。因此，第1变化量算出单元50通过选择单元53将该负变化量和上限值C1中的负变化量选择为用于算出第3目标转矩的值。并且，第3目标转矩算出单元40根据由选择单元53选择出的值，使用第1逆行防止特性40a来算出第3目标转矩，由此得到正方向的第3目标转矩。

另外，第3目标转矩算出单元40利用第1修正单元41根据使用第1逆行防止特性40a算出的正方向的第3目标转矩，来设定电动马达12的输出转矩的过冲量的程度。

正方向的第2目标转矩相对于防止逆行越是过小，电动马达12的旋转角度在预定时间t内的负变化量越大，伴随于此，正方向的第3目标转矩也越大，从而超过正方向的第2目标转矩。由此，左回转用目标转矩选择单元71选择正方向的第2、第3目标转矩中的、作为较大一方的正方向的第3目标转矩，限制值决定单元73将该正方向的第3目标转矩决定为第1目标转矩的上限值。其结果为，将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第3目标转矩，从而使回转体3从逆行中恢复。

另外，当电动马达12的旋转角度在预定时间t内的负变化量为相当于回转角度1°的值S3时，由于正方向的第3目标转矩为最大值Tmax，即逆行的回转角度比1°小时，回转体3从逆行中恢复。由此，不等操作员感到逆行带来的不舒适感以及操作性的恶化，就能够使回转体3从逆行中恢复。

使回转体3右回转时的回转控制装置20的动作与使回转体3左回转时存在以下差异：第1～第3目标转矩的方向为相反方向（负方向），但是由于除此之外是与左回转时同样的操作，所以省略该动作的说明。

根据第1实施方式的回转控制装置20得到以下效果。

在第1实施方式的回转控制装置20中，目标转矩限制单元70将第1目标转矩限制为和该第1目标转矩同方向的第2、第3目标转矩中的绝对值较大的一方。由此，当由反馈控制引起而将第1目标转矩的绝对值算为过量的大时，能够将电动马达12的输出转矩限制为第2目标转矩或第3目标转矩。特别是，在按压作业时由于将电动马达12的输出转矩控制为第2目标转矩，所以操作员能够根据回转控制装置20的操作杆16的操作量来调节电动马达12的输出转矩。另外，当第2目标转矩不足以防止逆行时，由于能够将绝对值比第2目标转矩大的第3目标转矩设为第1目标转矩的限制值，所以能够自动地防止逆行。

在第1实施方式的回转控制装置20中，第1算出范围的大致整体规定一个方向的变化量，即负变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定另一方向的变化量，即正变化量的算出范围。与此相反地，第2算出范围的大致整体规定正变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定负变化量的算出范围。也就是说，第1、第2算出范围仅包含微小的与大致整体规定的算出范围正负值相反的算出范围。通过使用根据这些正负值相反的算出范围内的变化量而算出的第3目标转矩，能够可靠地防止逆行。

在第1实施方式的回转控制装置20中，第3目标转矩算出单元40根据由第1变化量算出单元50算出的旋转角度的变化量，以及由第2变化量算出单元60算出的旋转角度的变化量，算出旋转角度返回到预定时间t前的旋转角度的方向的第3目标转矩，将电动马达12的输出转矩控制为该第3目标转矩。由此，能够跟随回转体3的回转角度来自动地防止回转体3的逆行。

另外，在上述的第1实施方式的回转控制装置20中，第1变化量算出单元50以及第2变化量算出单元60是根据旋转速度传感器81的旋转速度的检测值算出在预定时间t内的旋转角度的变化量的本发明的第1变化量算出单元以及第2变化量算出单元，但是本发明不是限定于此。第1变化量算出单元以及第2变化量算出单元也可以分别替换成以下结构：通过使用检测电动马达12的旋转角度的旋转角度检测单元，和从由该旋转角度检测单元检测出的最新旋转角度减去预定时间t前的上一次的旋转角度的减法单元，来得到电动马达12的旋转角度在预定时间t内的变化量。

[第2实施方式]

使用图7、图8来对本发明的第2实施方式的作业机械的回转控制装置进行说明。

如图7所示，第2实施方式的回转控制装置120具有：旋转角度传感器182，其用于检测电动马达12的旋转角度；以及回转角度算出单元150，其根据由旋转角度传感器182检测出的旋转角度算出回转体3的回转角度θ。如图1所示，回转角度算出单元150将前作业装置4朝向行驶体2的前进方向的状态（参照图1）算成回转角度0°，以正值算出从该0到左方向的不足180°的预定临界角度的回转角度，以负值算出从0°到右方向的不足180°的预定临界角度的回转角度。另外，该回转角度算出单元150是通过存储在控制器130的控制程序以及数据设定的单元。另外，旋转角度传感器182和回转角度算出单元150构成检测回转体3的实际回转角度的回转角度检测单元。

控制器130、旋转速度传感器81、以及旋转角度传感器182构成控制单元，该控制单元根据来自回转操作装置15的回转指令信号算出电动马达12的目标转矩，并根据该目标转矩控制电动马达12的输出转矩。

回转控制装置120还具有：登记指令单元151，其用于对由旋转角度传感器182检测出的回转角度的登记发出指令；以及回转角度登记单元152，其将由该登记指令单元151指示的回转角度作为登记回转角度θref进行存储。登记指令单元151是设置在操作员坐在驾驶席的状态下能够操作的地方，例如操作杆16的突端部的自恢复型的按钮开关。回转角度登记单元152是这样的单元：在按压操作了登记指令单元151时，将由回转角度算出单元150算出的回转角度作为登记回转角度θref进行存储，另外，当再次按压操作登记指令单元151时，删除登记回转角度θref。该回转角度登记单元152是通过存储在控制器130中的控制程序以及数据设定的单元。

控制器130还具有：角度偏差算出单元153，其用于算出实际回转角度θ相对于登记回转角度θref的角度偏差；以及第3目标转矩算出单元140，其根据该角度偏差算出使回转体3返回到登记回转角度θref的方向的第3目标转矩。当回转体3右旋转且超过登记回转角度θref时，角度偏差θ为正值，当回转体3左旋转且超过登记回转角度θref时，角度偏差θ为负值。

当第3目标转矩算出单元140计算第3目标转矩时，使用预先设定的第1逆行防止特性（未图示）以及第2逆行防止特性（未图示）。这些第1逆行防止特性以及第2逆行防止特性是规定了角度偏差和第3目标转矩的对应关系的特性。接下来，对由这些第1逆行防止特性、第2逆行防止特性规定的对应关系具体地进行说明。

第1逆行防止特性被设定将图5（a）所示的变化量置换为角度偏差而得到的特性。角度偏差为0、或为正角度偏差时，第3目标转矩为0。相对于负角度偏差，第3目标转矩的方向为正方向。将该正方向的第3目标转矩的最大值规定为电动马达12的输出转矩的最大值Tmax。由以下一次函数来规定在从0到该最大值Tmax的范围内的第3目标转矩的特性：负角度偏差的绝对值越大，正方向的第3目标转矩越大，负角度偏差为预定角度偏差时正方向的第3目标转矩为最大值Tmax。预定的负角度偏差是以使为操作员感受不到产生该预定的负角度偏差的左方向的回转角度的变化的微小程度而设定的，例如设定为相当于左方向的回转角度1°。

第2逆行防止特性被设定为将图5（b）所示的变化量置换为角度偏差而得到的特性。也就是说，角度偏差为0、或为负角度偏差时，第3目标转矩为0。相对于正角度偏差，第3目标转矩的方向为负方向。该负方向的第3目标转矩的最小值规定为-Tmax。由以下一次函数来规定在从0到该最小值-Tmax的范围的第3目标转矩的特性：正角度偏差越大，负方向的第3目标转矩的绝对值越大，正角度偏差为预定角度偏差时，负方向的第3目标转矩的绝对值为最小值-Tmax。预定的正角度偏差是以使为操作员感受不到产生该预定的正角度偏差的右方向的回转角度的变化的微小程度而设定的，例如设定成相当于左方向的回转角度1°。

另外，如图8所示，第3目标转矩算出单元140具有：第1修正单元141以及第2修正单元145，当将电动马达12的输出转矩控制为第3目标转矩时，该第1修正单元141以及第2修正单元145根据速度偏差来进行用于降低电动马达12的输出转矩的过冲量的修正。

第1修正单元141是与第1实施方式中的第1修正单元41同样的修正单元，根据负角度偏差，使用预先设定的修正用增益常数K来进行这样的修正处理：降低当将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第3目标转矩时的过冲量。通过该修正处理，正方向的第3目标转矩越大，将降低电动马达12的输出转矩的过冲量的程度设定得越大。

第2修正单元145也是与第1实施方式中的第2修正单元45同样的修正单元，根据正角度偏差，使用预先设定的修正用增益常数K来进行这样的修正处理：降低当将电动马达12的输出转矩控制为负方向的第3目标转矩时的过冲量。通过该修正处理，负方向的第3目标转矩的绝对值越大，将降低电动马达12的输出转矩的过冲量的程度设定得越大。

另外，参照图7可以看出，第2实施方式的回转控制装置120的控制器130与第1实施方式的回转控制装置20的控制器30相同，具有第1目标转矩算出单元33、第2目标转矩算出单元34等用于算出第1目标转矩、第2目标转矩的结构，但是不具有：第1变化量算出单元50、第2变化量算出单元60、选择单元53、63、第3目标转矩算出单元40。

分别分为（1）在平地上使前作业装置4浮在无风的空中且使回转体3回转的情况，（2）使液压挖掘机1进行按压作业的情况，（3）防止回转的逆行的情况这3个情况，对像这样构成的第2实施方式的回转控制装置120的动作进行说明。

（1）针对在平地上使前作业装置4浮在无风的空中且使回转体3回转的情况，列举使回转体3左回转为例进行说明。

例如，已经将登记回转角度设定为-90°，回转体3在该登记回转角度-90°停止。

在该状态下，操作员将回转操作装置15的操作杆16从中立位置向左方向操作，并将操作量维持在S2以上的任意的正操作量。伴随于此，回转操作装置15输出回转指令信号。当控制器130输入该回转指令信号时，控制器130的目标旋转速度算出单元31根据回转指令信号来算出正方向的目标旋转速度。接下来，控制器130的速度偏差算出单元32算出来自旋转速度传感器81的旋转速度信号所示的回转开始当初的实际旋转速度ω、即0相对于正方向的目标旋转速度的速度偏差，由此得到与正方向的目标旋转速度相同大小的速度偏差。接下来，控制器130的第1目标转矩算出单元33算出最大值Tmax作为消除该速度偏差的方向的第1目标转矩，即用于使左方向的回转速度加速的第1目标转矩。

另外，控制器130的第2目标转矩算出单元34根据回转指令信号算出第2目标转矩，由此得到与目标旋转速度同方向、即正方向的第2目标转矩。

在刚刚将操作杆16向左方向操作之后，由停止状态的回转体3以及前作业装置4的惯性力、静止摩擦力等引起的阻力作用于电动马达12。因此，由回转角度算出单元150算出的实际回转角度θ保持登记回转角度90°不变，因此角度偏差算出单元153算出0作为角度偏差。伴随于此，控制器130的第3目标转矩算出单元140使用第1逆行防止特性算出0作为第3目标转矩，与此并行地使用第2逆行防止特性算出0作为第3目标转矩。

在控制器130的目标转矩限制单元70中，由于第3目标转矩为0，所以左回转用目标转矩选择单元71选择正方向的第2目标转矩。另外，由于第2、第3目标转矩都为0，所以右回转用目标转矩选择单元72选择0。限制值决定单元73选择像这样选择出的正方向的第2目标转矩和0中的、作为与第1目标转矩同方向的目标转矩的正方向的第2目标转矩。也就是说，将正方向的第1目标转矩的上限值设定为正方向的第2目标转矩。由于正方向的第1目标转矩为最大值Tmax且比正方向的第2目标转矩大，所以控制器130以电动马达12的输出转矩为第2目标转矩的方式来控制变换器80。

本次由于在平地上使前作业装置4浮在无风的空中且使回转体3回转，所以来自按压作业时的槽的内侧面的反作用力、在坡地的重力分量、风力这样的外力没有作用到前作业装置4。因此，如上所述电动马达12的输出转矩被控制为正方向的第2目标转矩，由此电动马达12向正方向开始旋转，即回转体3向左方向开始回转，实际旋转速度ω相对于目标旋转速度的速度偏差变小。伴随于此，正方向的第1目标转矩也变小。

在随后的回转体3的左回转中，只要将操作杆16向左方向操作，第2目标转矩算出单元34继续算出正方向的第2目标转矩。

另外，回转体3的左回转中，由于角度偏差算出单元153算出正方向的速度偏差，所以第3目标转矩算出单元140使用第1逆行防止特性算出0作为第3目标转矩，与此并行地使用第2逆行防止特性算出负方向的第3目标转矩。

由于第3目标转矩为0，所以目标转矩限制单元70的左回转用目标转矩选择单元71选择正方向的第2目标转矩。另外，由于第2目标转矩为0，所以右回转用目标转矩选择单元72选择负方向的第3目标转矩。限制值决定单元73选择像这样选择出的正方向的第2目标转矩和负方向的第3目标转矩中的、作为与第1目标转矩同方向的目标转矩的正方向的第2目标转矩。由此当正方向的第1目标转矩比正方向的第2目标转矩大时，控制器130继续以电动马达12的输出转矩为第2目标转矩的方式来控制变换器80。另外，在将电动马达12控制为正方向的第2目标转矩的状态下，当操作员感到回转体3的加速不足时，能够使向操作杆16向左方向的操作量变大从而使第2目标转矩变大，由此能够使回转体3的加速度变大。

通过将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第2目标转矩，电动马达12的旋转速度ω上升，即回转体3的左方向的回转速度上升，伴随于此，实际旋转速度ω相对于目标旋转速度的速度偏差进一步变小。因此，正方向的第1目标转矩也进一步变小。并且，当正方向的第1目标转矩为正方向的第2目标转矩以下时，控制器120以电动马达12的输出转矩为第1目标转矩的方式来控制变换器80。

（2）针对使液压挖掘机1进行按压作业的情况，列举使回转体3左回转为例进行说明。

该情况与“（1）”同样地，在操作杆16为任意的正操作量的起初，控制器130将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第2目标转矩。由于本次进行按压作业，所以从将挖斗4c向左方向按压的槽的内侧面对前作业装置4的挖斗4c作用有抵抗左回转的反作用力，由此回转停滞，即电动马达12的实际旋转速度ω不接近目标旋转速度。因此，正方向的第1目标转矩维持在最大值Tmax。另外，在维持操作杆16的左方向的操作量时，正方向的第2目标转矩没有变化。

按压作业时，操作员不进行回转角度的登记。因此，不进行使用第3目标转矩算出单元140的第3目标转矩的算出。因此，限制值决定单元73选择与作为第1目标转矩同方向的目标转矩的正方向的第2目标转矩，由此在将电动马达12的输出转矩控制为第2目标转矩的状态下，继续向槽的内侧面按压挖斗4c。

在将挖斗4c按压到槽的内侧面的状态下，当操作员进一步将操作杆16向左方向操作而使正操作量变大时，回转仍保持停滞，因此，继续将电动马达12的输出转矩控制为第2目标转矩。若正操作量变大则第2目标转矩变大，反之，正操作量变小则第2目标转矩变小，所以在按压作业时，操作员通过增减操作杆16的自中立位置起的操作量，能够调节挖斗4c对槽的内侧面的按压力。

（3）针对防止回转的逆行的情况，列举防止回转体3针对左回转而逆行为例进行说明。

如在“（1）”中所说明的那样，根据操作杆16的左方向的操作量（正操作量）来算出第1、第2目标转矩。并且，在正方向的第1目标转矩为正方向的第2目标转矩以下之前，将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第2目标转矩。

当使停止于坡地的液压挖掘机1的回转体3向坡地的上坡侧回转时，前作业装置4的重力分量作为抵抗回转的外力发挥作用。另外，在强风下逆风使回转体3旋转时风力作为抵抗回转体的外力而发挥作用。因此，正方向的第2目标转矩相对于这些外力过小时，虽然使操作杆16向左方向操作，但是回转体3超过登记回转角度而向右方向逆行，电动马达12也随回转体3一起向负方向逆行。

逆行产生时，角度偏差算出单元153算出负速度偏差。第3目标转矩算出单元140根据该负速度偏差，使用第1逆行防止特性算出第3目标转矩，由此得到正方向的第3目标转矩，并且使用第2逆行防止特性算出第3目标转矩而得到0。

另外，第3目标转矩算出单元140利用第1修正单元141根据使用第1逆行防止特性40a算出的正方向的第3目标转矩，来设定电动马达12的输出转矩的过冲量的程度。

正方向的第2目标转矩相对于防止逆行越是过小，角度偏差越大，伴随于此，正方向的第3目标转矩也变大，从而超过正方向的第2目标转矩。由此，左回转用目标转矩选择单元71选择正方向的第2、第3目标转矩中的、作为较大一方的正方向的第3目标转矩，限制值决定单元73将该正方向的第3目标转矩决定为第1目标转矩的上限值。其结果为，将电动马达12的输出转矩控制为正方向的第3目标转矩，从而使回转体3从逆行中恢复。

另外，角度偏差为相当于回转角度1°的值时，由于正方向的第3目标转矩为最大值Tmax，即逆行的回转角度比1°小时回转体3从逆行中恢复。由此，不等操作员感到逆行带来的不舒适感以及操作性的恶化，就能够使回转体3从逆行中恢复。

使回转体3右回转时的回转控制装置120的动作相对于使回转体3左回转时存在以下差异：第1～第3目标转矩的方向为相反方向（负方向），但是由于除此之外是与左回转时同样的操作，所以省略该动作的说明。

根据第2实施方式的回转控制装置120可得到以下效果。

在第2实施方式的回转控制装置120中，目标转矩限制单元70将第1目标转矩限制为与该第1目标转矩同方向的第2、第3目标转矩中的绝对值较大的一方。由此，当由反馈控制引起而将第1目标转矩的绝对值算为过量的大时，能够将电动马达12的输出转矩限制为第2目标转矩或第3目标转矩。特别是，在按压作业时由于将电动马达12的输出转矩控制为第2目标转矩，所以操作员能够根据回转控制装置15的操作杆16的操作量来调节电动马达12的输出转矩。另外，当第2目标转矩不足以防止逆行时，由于能够将绝对值比第2目标转矩大的第3目标转矩设为第1目标转矩的限制值，所以能够自动地防止逆行。

在第2实施方式的回转控制装置120中，第3目标转矩算出单元140根据实际回转角度相对于登记回转角度的角度偏差算出第3目标转矩，将电动马达12的输出转矩控制为该第3目标转矩。由此，能够针对从所登记的任意回转角度（登记回转角度）背离的方向的逆行来实施自动地防止回转体3逆行。

另外，在第2实施方式的回转控制装置120中，登记指令单元151是设置在操作杆16的突端部的按钮开关，但是本发明不是将登记指令单元限定于此的发明。也可以设置用于检测机械制动器13对电动马达12的制动动作的检测单元，将该检测单元作为登记指令单元，将该制动动作的检测作为回转角度的登记指令。

符号说明

1 液压挖掘机

3 回转体

4 前作业装置

10 回转装置

12 电动马达

15 回转操作装置

30 控制器

31 目标旋转速度算出单元

32 速度偏差算出单元

33 第1目标转矩算出单元

34 第2目标转矩算出单元

40 第3目标转矩算出单元

50 第1变化量算出单元

60 第2变化量算出单元

70 目标转矩限制单元

81 旋转速度传感器

120 回转控制装置

130 控制器

140 第3目标转矩算出单元

150 回转角度算出单元

151 登记指令单元

152 回转角度登记单元

153 角度偏差算出单元

182 旋转角度传感器

Claims (2)

1.一种作业机械的回转控制装置，该作业机械具有：回转装置，其利用能够向相反的两个方向旋转的电动马达的输出转矩来驱动回转体；回转操作装置，其能够选择性地从中立位置向相反的两个方向操作，并将操作方向以及操作量变换为回转指令信号；以及控制单元，其根据来自该回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标转矩，根据该目标转矩来控制上述电动马达的输出转矩，

上述作业机械的回转控制装置的特征在于，

上述控制单元具有：

旋转速度检测单元，其用于检测上述电动马达的旋转速度；

目标旋转速度算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标旋转速度；

速度偏差算出单元，其用于算出由上述旋转速度检测单元检测出的实际旋转速度相对于上述目标旋转速度的速度偏差；

第1目标转矩算出单元，其用于算出消除上述速度偏差的方向的第1目标转矩；

第2目标转矩算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出与上述目标旋转速度同方向的第2目标转矩；

第1变化量算出单元，其用于根据由上述旋转速度检测单元检测出的旋转速度的检测值算出在预先设定的第1算出范围内的上述电气马达的旋转角度的变化量；

第2变化量算出单元，其用于根据由上述旋转速度检测单元检测出的旋转速度的检测值算出在预先设定的第2算出范围内的上述电气马达的旋转角度的变化量；

第3目标转矩算出单元，其用于根据由上述第1、第2变化量算出单元分别算出的变化量，算出上述电动马达的旋转角度返回到上述预定时间前的旋转角度的方向的第3目标转矩；以及

目标转矩限制单元，其用于将上述第1目标转矩限制为上述第2、第3目标转矩中的、与上述第1目标转矩同方向且绝对值较大的一方的目标转矩，

上述第1算出范围的大致整体规定上述电动马达的向相反的两个旋转方向中的一个方向的上述变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定另一方向的上述变化量的算出范围，

上述第2算出范围的大致整体规定上述另一方向的上述变化量的算出范围，除去了该大致整体的剩余算出范围规定上述一个方向的上述变化量的算出范围。

2.一种作业机械的回转控制装置，该作业机械具有：回转装置，其利用能够向相反的两个方向旋转的电动马达的输出转矩来驱动回转体；回转操作装置，其能够选择性地从中立位置向相反的两个方向操作，并将操作方向以及操作量变换为回转指令信号；以及控制单元，其根据来自该回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标转矩，根据该目标转矩来控制上述电动马达的输出转矩，

上述作业机械的回转控制装置的特征在于，

上述控制单元具有：

旋转速度检测单元，其用于检测上述电动马达的旋转速度；

目标旋转速度算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出上述电动马达的目标旋转速度；

速度偏差算出单元，其用于算出由上述旋转速度检测单元检测出的实际旋转速度相对于上述目标旋转速度的速度偏差；

第1目标转矩算出单元，其用于算出消除上述速度偏差的方向的第1目标转矩；

第2目标转矩算出单元，其用于根据来自上述回转操作装置的回转指令信号算出与上述目标旋转速度同方向的第2目标转矩；

回转角度检测单元，其用于检测上述回转体的实际回转角度；

登记指令单元，其用于指示登记由该回转角度检测单元检测出的回转角度；

回转角度登记单元，其用于将由该登记指令单元指示的回转角度作为登记回转角度进行存储；

角度偏差算出单元，其用于算出由上述回转角度检测单元检测出的实际回转角度相对于上述登记回转角度的角度偏差；

第3目标转矩算出单元，其用于根据上述角度偏差算出使上述回转体返回到上述登记回转角度的方向的第3目标转矩；以及

目标转矩限制单元，其将上述第1目标转矩限制为上述第2、第3目标转矩中的、与上述第1目标转矩同方向且绝对值较大的一方的目标转矩。

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