CN103620125A - 回转驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回转驱动装置，本发明的回旋驱动装置包括：回转用电动机（21），由来自蓄电系统（120）的电力驱动而对回转体（3）进行驱动；逆变器（20），控制回转用电动机的驱动；控制器（30），经由控制信号线路连接于逆变器；及紧急操作部，在回转用电动机（21）的控制中发生异常时对逆变器（20）下达指令。逆变器（20）根据来自紧急操作部的信号切断控制信号线路，且控制回转用电动机（21）的驱动。

Description

回转驱动装置

技术领域

本发明涉及一种对设置于建设机械等的回转体进行驱动的回转驱动装置。

背景技术

挖土机等建设机械中，多设置有对安装有铲斗等作业要件的回转体进行驱动的驱动装置。例如，在挖土机中作为工作要件的铲斗安装于设置有操纵室的上部回转体，通过上部回转体的回转，铲斗也一起回转。由此，能够使铲斗在挖土机周围在进行工作的位置回转移动。因此，在挖土机上设置有对上部回转体进行回转驱动的回转机构。

上述回转机构中，有时将回转用电动机用作驱动源。电力在逆变器的控制下供给至回转用电动机。逆变器由对挖土机的整个驱动机构进行控制的控制器所控制。在此，在控制器本身、或逆变器与控制器之间的控制通信线路中发生异常时，无法通过控制器控制逆变器，其结果，有可能无法对回转机构进行正常的驱动。

因此，提出有如下技术：下位控制部（例如上述逆变器）监视上位控制部（例如上述控制器）的异常，检测出上位控制部中的异常时，下位控制部为了应对该异常而对装置进行控制（例如参考专利文献1）。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开小册子WO2010/064625

发明的概要

发明要解决的技术课题

在利用包含回转用电动机的回转机构的挖土机中，在控制器、或控制器与逆变器之间的控制通信线路中发生异常时，能够通过停止回转机构的驱动来应对该异常。

然而，停止回转机构的驱动时无法改变上部回转体的回转方向的位置，因此例如铲斗的位置也就此固定于停止的位置。此时，例如铲斗成为障碍而有可能无法以其他方法来继续执行工作。或者，若上部回转体或铲斗就此固定于停止位置，则有可能成为不得不以不平衡的状态放置挖土机的状况。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在控制器、或控制器与逆变器之间的控制通信线路中发生异常时也能够不依靠通常的控制而使上部回转体暂时回转的回转驱动装置。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的一实施方式，提供一种回转驱动装置，该回转驱动装置将引擎的动力转换成电力，并通过已转换的电力使回转体转动，所述回转驱动装置具有：蓄电装置，对电能进行蓄电；回转用电动机，由来自蓄电装置的电力驱动并对回转体进行驱动；逆变器，控制该回转用电动机的驱动；控制器，经由控制信号线路连接于该逆变器；及紧急操作部，在该回转用电动机的控制中发生异常时对该逆变器下达指令，该逆变器根据来自该紧急操作部的信号来切断该控制信号线路，且控制该回转用电动机的驱动。

通过参考附图并阅读以下关于发明的详细说明，本发明的其他目的、特点及优点会愈加清楚。

发明效果

根据上述发明，在因控制器或控制通信线路的异常而无法对回转用电动机进行正常的驱动时，也能够通过来自紧急操作部的信号来控制逆变器，并对回转用电动机进行驱动。因此，即使在因发生异常而无法进行通常的控制的状况下，也能够使利用回转用电动机驱动的回转体回转到所希望的位置。

附图说明

图1是混合型挖土机的侧视图。

图2是表示一实施方式的混合型挖土机的驱动系统的结构的框图。

图3是蓄电系统的电路图。

图4是表示紧急操作部的一例的俯视图。

图5是表示紧急操作部的其他例的俯视图。

图6是表示使上部回转体回转时的一例中的各控制要件的变化的时序图。

图7是表示使上部回转体回转时的其他例中的各控制要件的变化的时序图。

图8是表示使上部回转体回转时的另一其他例中的各控制要件的变化的时序图。

具体实施方式

接着，参考附图对实施方式进行说明。

图1是应用本发明的挖土机的一例的混合型挖土机的侧视图。

图1所示的混合型挖土机的下部行走体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9被液压驱动。上部回转体3上设置有驾驶室10，且搭载有引擎等动力源。

图2是表示图1所示的混合型挖土机的驱动系统的结构的框图。图2中，机械动力系统以双重线表示，高压液压管路以粗实线表示，先导管路以虚线表示，电力驱动/控制系统以细实线表示。

作为机械式驱动部的引擎11、作为辅助驱动部的电动发电机12分别被连接于变速器13的2个输入轴。作为液压泵的主泵14及先导泵15连接于变速器13的输出轴。控制阀17经由高压液压管路16连接于主泵14。液压泵14为可变容量式液压泵，通过控制斜板的角度（偏转角），能够调整活塞的行程长度，并控制吐出流量。

引擎11具备检测引擎转速的引擎转速检测器11a。通过引擎转速检测器11a检测出的引擎转速被输入于引擎控制单元（ECU：Engine ControlUnit）11b。引擎控制单元11b根据检测出的引擎转速来进行引擎11的反馈控制。并且，引擎控制单元11b将检测出的引擎转速发送至后述的控制器30。

控制阀17是进行混合型挖土机中的液压系统的控制的控制装置。下部行走体1用的液压马达1A（右用）及1B（左用）、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9经由高压液压管路连接于控制阀17。

包含蓄电器的蓄电系统120经由逆变器18A连接于电动发电机12。并且，操作装置26经由先导管路25连接于先导泵15。操作装置26包括操作杆26A、操作杆26B及踏板26C。操作杆26A、操作杆26B及踏板26C经由液压管路27及28分别连接于控制阀17及压力传感器29。压力传感器29连接于进行电力系统的驱动控制的控制器30。

图2所示的混合型挖土机中将回转机构设为电动，且为了对回转机构2进行驱动而设置有回转用电动机21。作为电动工作要件的回转用电动机21经由逆变器20连接于蓄电系统120。分解器22、机械制动器23及回转变速器24连接于回转用电动机21的回转轴21A。由回转用电动机21、逆变器20、分解器22、机械制动器23及回转变速器24构成负载驱动系统。

控制器30是作为进行混合型挖土机的驱动控制的主控制部的控制装置。控制器30由包含CPU（Central Processing Unit）及内部存储器的运算处理装置构成，是通过由CPU执行在内部存储器中存储的驱动控制用程序来实现的装置。

控制器30将从压力传感器29供给的信号转换成速度指令，并进行回转用电动机21的驱动控制。从压力传感器29供给的信号相当于表示为了使回转机构2回转而对操作装置26进行操作时的操作量的信号。

控制器30进行电动发电机12的运行控制（电动（辅助）运行或发电运行的切换），并且通过对作为升降压控制部的升降压转换器100（参考图3）进行驱动控制来控制电容器19的充放电。控制器30根据电容器19的充电状态、电动发电机12的运行状态（电动（辅助）运行或发电运行）、及回转用电动机21的运行状态（动力运行或再生运行），进行升降压转换器100的升压动作与降压动作的切换控制，由此进行电容器19的充放电控制。并且，控制器30根据通过蓄电器电压检测部检测出的蓄电器电压值计算蓄电器（电容器）的充电率SOC。

并且，控制器30通过控制信号线路32连接于逆变器20，并经由控制信号线路32发送控制信号来控制逆变器20。以下说明的实施方式中，逆变器20对供给至回转用电动机21的驱动电流进行控制，并且还能够控制机械制动器23的动作。并且，将表示通过倾斜传感器50检测出的倾斜角度的检测值供给至逆变器20。倾斜传感器50是为了检测挖土机的倾斜角度而设置的传感器。若倾斜角度较大，则在使上部回转体3回转的方向朝上时需要比水平时更大的回转力，而在回转方向朝下时，只要有小于水平时的回转力即可。

而且，分解器22检测回转用电动机21的转速（旋转速度）并将检测值送至控制器30，并且还发送至逆变器20。因此，逆变器20能够根据来自分解器22的检测值来求出上部回转体3的回转速度。

图3是蓄电系统120的电路图。蓄电系统120包括作为蓄电器的电容器19、升降压转换器及DC母线110。DC母线110控制在电容器19、电动发电机12及回转用电动机21之间的电力的授受。电容器19中设置有用于检测电容器电压值的电容器电压检测部112、及用于检测电容器电流值的电容器电流检测部113。通过电容器电压检测部112与电容器电流检测部113检测出的电容器电压值与电容器电流值被供给至控制部30。

升降压转换器100以根据电动发电机12及回转用电动机21的运行状态将DC母线电压值限制在一定的范围内的方式来进行升压动作与降压动作的切换控制。DC母线110配设于逆变器18A、20及升降压转换器100之间，并进行电容器19、电动发电机12及回转用电动机21之间的电力的授受。

升降压转换器100的升压动作与降压动作的切换控制根据通过DC母线电压检测部111检测出的DC母线电压值、通过电容器电压检测部112检测出的电容器电压值、及通过电容器电流检测部113检测出的电容器电流值来进行。

在以上结构中，作为辅助马达的电动发电机12所发出的电力经由逆变器18A供给至蓄电系统120的DC母线110，并经由升降压转换器100供给至电容器19。回转用电动机21进行再生运行而生成的再生电力经由逆变器20供给至蓄电系统120的DC母线110，并经由升降压转换器100供给至电容器19。

升降压转换器100具备电抗器101、升压用IGBT（Insulated GateBipolar Transistor）102A、降压用IGBT102B、用于连接电容器19的电源连接端子104、用于连接逆变器18A、20的输出端子106、及并列插入于一对输出端子106的平滑用电容器107。升降压用转换器100的输出端子106与逆变器18A、20之间通过DC母线110连接。

电抗器101的一端连接于升压用IGBT102A及降压用IGBT102B的中间点，另一端连接于电源连接端子104。电抗器101为了将随着升压用IGBT102A的开/关而产生的感应电动势供给至DC母线110而设置。

升压用IGBT102A及降压用IGBT102B由将MOSFET（Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor）组装于栅极部的双极晶体管构成，是能够进行大功率的高速转换的半导体元件（转换元件）。升压用IGBT102A及降压用IGBT102B通过由控制器30对栅极端子施加PWM电压而被驱动。作为整流元件的二极管102a及102b并联连接于升压用IGBT102A及降压用IGBT102B。

电容器19只要是能够以经由升降压转换器100在与DC母线110之间进行电力授受的方式充放电的蓄电器即可。另外，图3中作为蓄电器示出电容器19，但也可以使用锂离子电池等能够充放电的二次电池、锂离子电容器、或能够授受电力的其他形态的电源来代替电容器19。

电源连接端子104及输出端子106只要为能够与电容器19及逆变器18A、20连接的端子即可。检测电容器电压的电容器电压检测部112被连接于一对电源连接端子104之间。检测DC母线电压的DC母线电压检测部111被连接于一对输出端子106之间。

电容器电压检测部112检测电容器19的电压值Vcap。DC母线电压检测部111检测DC母线110的电压值Vdc。平滑用电容器107插入于输出端子106的正极端子与负极端子之间，是用于使DC母线电压平滑化的蓄电元件。通过该平滑用电容器107，DC母线110的电压被维持成预先确定的电压。

电容器电流检测部113是在电容器19的正极端子（P端子）侧检测在电容器19中流动的电流的值的检测构件，其包括电流检测用的电阻器。即，电容器电流检测部113检测在电容器19的正极端子流动的电流值I1。另一方面，电容器电流检测部116是在电容器的负极端子（N端子）侧检测在电容器19中流动的电流的值的检测构件，其包括电流检测用的电阻器。即，电容器电流检测部116检测在电容器19的负极端子流动的电流值I2。

升降压转换器100中，对DC母线110进行升压时，对升压用IGBT102A的栅极端子施加PWM电压，经由并联连接于降压用IGBT102B的二极管102b，随着升压用IGBT102A的开/关而在电抗器101中产生的感应电动势被供给至DC母线110。由此，DC母线110升压。

对DC母线110进行降压时，对降压用IGBT102B的栅极端子施加PWM电压，经由降压用IGBT102B、逆变器18A、20而被供给的再生电力从DC母线110供给至电容器19。由此，积存于DC母线110的电力被充电于电容器19，DC母线110降压。

本实施方式中，在将电容器19的正极端子连接于升降压转换器100的电源连接端子104的电源线路114上，作为能够切断该电源线路114的断路器而设置有继电器130-1。继电器130-1配置于朝向电源线路114的电容器电压检测部112的连接点115与电容器19的正极端子之间。继电器130-1通过来自控制器30的信号而作动，并能够通过切断来自电容器19的电源线路114来将电容器19从升降压转换器100断开。

并且，在将电容器19的负极端子连接于升降压转换器100的电源连接端子104的电源线路117上，作为能够切断该电源线路117的断路器而设置有继电器130-2。继电器130-2配置于朝向电源线路117的电容器电压检测部112的连接点118与电容器19的负极端子之间。继电器130-2通过来自控制器30的信号而作动，并能够通过切断来自电容器19的电源线路117来将电容器19从升降压转换器100断开。另外，也可将继电器130-1与继电器130-2设为1个继电器并将正极端子侧的电源线路114与负极端子侧的电源线路117两者同时切断来断开电容器。

另外，实际上，在控制器30与升压用IGBT102A及降压用IGBT102B之间存在驱动部，该驱动部生成对升压用IGBT102A及降压用IGBT102B进行驱动的PWM信号，但在图3中省略该驱动部。这种驱动部在电子电路或运算处理装置中的任一个中都能够实现。

如上结构的挖土机中，在控制器30中发生异常时，停止以控制器30进行的控制，整个挖土机的动作停止。此时，回转用电动机21的控制也不进行，因此回转用电动机21就此停止，从而无法使上部回转体3回转。并且，在控制器30与逆变器20之间的通信控制线路32中发生异常时，也同样地无法进行回转用电动机21的控制，从而无法使上部回转体3回转。

因此，本发明的一实施方式中，即使在发生了如上所述的异常的紧急情况下，也通过切换成与通常的控制不同的控制来对回转用电动机21进行驱动从而使上部回转体3回转至所希望的位置。为了实现上述内容，需要在将对回转用电动机21的驱动进行控制的逆变器20从控制器30断开之后对逆变器20进行控制。

本实施方式中，能够将由挖土机的驾驶员等进行操作的紧急操作部40设置于例如驾驶室10内。为了将用于对回转用电动机21进行驱动的信号供给至逆变器20，紧急操作部40具有由驾驶员等进行操作的几个按钮。

图4是表示紧急操作部40的一例的俯视图。图4所示的紧急操作部40具有开-关按钮42a、回转方向切换按钮42b及加减速切换按钮42c。

开-关按钮42a通常设为关闭，在如控制器30无法控制逆变器20时的紧急情况下，由驾驶员等进行操作来设为开启。若开-关按钮42a设为开启，则紧急控制信号被供给至逆变器20。由此逆变器20与控制器30的通信被切断，且设定为逆变器20被来自紧急操作部40的信号所控制的状态。

回转方向切换按钮42b是用于指示回转用电动机21的回转方向的按钮。若回转方向切换按钮42b操作至“左”，则用于对回转用电动机21进行驱动以使上部回转体3在从驾驶员侧观察时向左回转的指令信号发送至逆变器20。根据该指令信号，逆变器20将预定的驱动电流供给至回转用电动机21。另一方面，若回转方向切换按钮42b操作至“右”，则用于对回转用电动机21进行驱动以使上部回转体3在从驾驶员侧观察时向右回转的指令信号发送至逆变器20。根据该指令信号，逆变器20将预定的驱动电流供给至回转用电动机21。

加减速切换按钮42c是用于将如下指令信号选择性地供给至逆变器20的按钮，即用于对回转用电动机21进行加速的指令信号、用于设为等速的指令信号、及用于减速的指令信号。若加减速切换按钮42c被操作至“加速”的位置，则用于对回转用电动机21进行加速的指令信号发送至逆变器20。根据该指令信号，逆变器20增大供给至回转用电动机21的驱动电流来使回转用电动机21加速。若加减速切换按钮42c被操作至“中立”的位置，则向逆变器20发送指令信号以使回转用电动机21以无负载运行（驱动输出为零）。根据该指令信号，逆变器20使供给至回转用电动机21的驱动电流成为零。上部回转体3通过各部位的摩擦阻力而逐渐减速。若加减速切换按钮42c被操作至“减速”的位置，则用于对回转用电动机21进行减速的指令信号被发送至逆变器20。根据该指令信号，逆变器20将回转用电动机21作为发电机来使其驱动，并通过再生制动来使其减速。

如上，如在控制器30中发生异常而无法控制回转用电动机21的状况下，也能够通过对紧急操作部40的开-关按钮42a、回转方向切换按钮42b及加减速切换按钮42c进行适当操作来对回转用电动机21进行驱动，从而使上部回转体3回转。

紧急操作部40的按钮不限于图4所示的按钮，能够使用各种形态的按钮。图5是表示紧急操作部40的其他例子的俯视图。图5所示的紧急操作部40中除上述开-关按钮42a以外还设置有驱动按钮42d。

驱动按钮42d是能够选择性地操作至“左”、“中立”、“右”这三个位置的按钮。若驱动按钮42d被操作至“左”的位置，则用于对回转用电动机21进行驱动以使上部回转体3在从驾驶员侧观察时向左回转的指令信号被发送至逆变器20。若驱动按钮42d被操作至“中立”的位置，则用于使回转用电动21停止以便使上部回转体3停止的指令信号被发送至逆变器20。若驱动按钮42d被操作至“右”的位置，则用于对回转用电动机21进行驱动以使上部回转体3在从驾驶员侧观察时向右回转的指令信号发送至逆变器20。驱动按钮42d被设定为隔着“中立”向左右方向进行按压操作。即，驱动按钮42d的操作是与通常情况下由进行回转操作的操作杆进行的操作相同的操作，且设为便于驾驶员进行操作。

在此，当在控制器30与逆变器20之间的通信控制线路32中发生异常时，控制器30能够进行正常的控制。因此，用于对回转用电动机21进行驱动的电力能够由电容器19与电动发电机12这二者来供给。并且，即使在控制器30中发生异常时也至少不会在ECU11b发生异常，因此能够通过引擎11的动力使电动发电机12发电运行。因此，至少能够从电动发电机12供给用于对回转用电动机21进行驱动的电力。

接着，关于对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3回转的一例中的控制要件的变化进行说明。图6是表示对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3回转时的各控制要件的变化的时序图。图6所示的例子为使用图4所示的紧急操作部40时的例子。

图6-（a）是表示从紧急操作部40的加减速切换按钮42c输出的控制信号的变化的曲线图。加速信号、中立信号及减速信号从加减速切换按钮42c输出，并输入于逆变器20。

图6-（b）是表示由逆变器20生成并向机械制动器23输出的停车制动信号的变化的曲线图。若停车制动信号成为开启，则机械制动器23对回转用电动机21进行机械制动来固定回转用电动机21，从而固定上部回转体3的回转位置。

图6-（c）是表示上部回转体3的回转速度的变化的曲线图。上部回转体3的回转速度与以分解器22检测的回转用电动机的转速（旋转速度）成比例，因此可以直接使用以分解器22检测出的回转用电动机的转速来代替回转速度。

图6-（d）是表示由逆变器20生成的回转转矩指令值的变化的曲线图。根据回转转矩指令值决定供给至回转用电动机21的驱动电流的值，并将所决定的驱动电流从逆变器20供给至回转用电动机21。

对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3回转时，首先对开-关按钮42a进行操作来将开启信号发送至逆变器20。由此，逆变器20切断与控制器30之间的通信，并设定为能够以来自紧急操作部40的控制信号对逆变器20进行控制的状态。

之后，如图6-（a）所示，在时刻t1，从加减速切换按钮42c输出的加速信号成为开启。若加速信号成为开启，则逆变器20将停车制动信号设为关闭来解除基于机械制动器23的制动。在时刻t1，若加速信号成为开启，则逆变器20生成预先设定的回转转矩指令值（正值），并将与所生成的回转转矩指令值对应的驱动电流供给至回转用电动机21。回转转矩指令值被维持成预先设定的值。因此，回转用电动机21利用与预先设定的回转转矩指令值对应的驱动电流驱动，回转速度上升。

如图6-（d）所示，上部回转体3的回转速度设定有速度极限（速度上限值），若回转速度达到速度极限，则回转转矩指令值下降，以免回转速度进一步上升。即，在紧急情况下若使上部回转体3急剧回转会有危险，因此对上部回转体3的回转速度赋予极限以使其以低速回转。因此，在时刻t2，若回转速度达到速度极限，则回转转矩指令值降低，回转速度维持成不会大于速度极限。

接着，若驾驶员将加减速切换按钮42c从加速位置操作至中立位置，则在时刻t3，加速信号成为关闭，中立信号成为开启。若中立信号成为开启，则回转转矩指令值成为零，向回转用电动机21的驱动电流成为零。因此，回转用电动机21靠惯性旋转，上部回转体3也仅靠惯性力旋转，回转速度逐渐减少。

接着，若驾驶员将加减速切换按钮42c从中立位置操作至减速位置，则在时刻t4，中立信号成为关闭，减速信号成为开启。若减速信号成为开启，则逆变器20生成回转转矩指令（负值），并将与所生成的回转转矩指令值对应的驱动电流供给至回转用电动机21。此时的驱动电流为使回转用电动机向相反方向旋转的方向。因此，回转用电动机21利用与预先设定的回转转矩指令值对应的驱动电流向减速方向被驱动，旋转速度渐渐下降，因此上部回转体3的回转速度也逐渐下降。

并且，若上部回转体3的回转速度成为零而停止，则驾驶员将加减速切换按钮42c从减速位置操作至中立位置。由此，减速信号成为关闭，中立信号成为开启。由于中立信号成为开启，因此回转转矩指令值成为零，上部回转体3被维持在停止状态。

在中立信号成为开启的状态下，若回转速度几乎为零的状态持续预定时间，则在时刻t6，逆变器20将停车制动信号设为开启。由此，机械制动器23对回转用电动机21进行制动，将上部回转体3固定在停止的位置。

通过以上动作，驾驶员能够对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3向所希望的方向回转并在所希望的回转位置停止。因此，即使因控制器30的异常或通信控制线路32的异常而成为无法控制上部回转体3的状态，也能够通过由驾驶员对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3向所希望的方向回转并在所希望的回转位置停止。并且，由于在引擎控制单元（ECU：Engine Control Unit）未发生异常，因此该状态成为能够通过引擎11的动力来使液压马达1A（右用）及1B（左用）驱动的状态。因此，操作人员对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3的方向朝向预定方向后，对操作装置26进行操作来使挖土机移动至预定的位置。

下面，对操作紧急操作部40来使上部回转体3回转的其他例子中的控制要件的变化进行说明。图7是表示对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3回转时的各控制要件的变化的时序图。图7所示的例子是使用图4所示的紧急操作部40时的例子。

图7（a）是表示从紧急操作部40的加减速切换按钮42c输出的控制信号的变化的曲线图。从加减速切换按钮42c输出加速信号、中立信号及减速信号，并输入于逆变器20。

图7（b）是表示由逆变器20生成并向机械制动器23输出的停车制动信号的变化的曲线图。若停车制动信号成为开启，则机械制动器23对回转用电动机21进行机械制动来固定回转用电动机21，从而固定上部回转体3的回转位置。

图7（c）是表示上部回转体3的回转速度的变化的曲线图。上部回转体3的回转速度与由分解器22检测的回转用电动机的转速（旋转速度）成比例，因此可以直接使用由分解器22检测出的回转用电动机的转速来代替回转速度。图7（c）中，用虚线表示回转速度指令值，与其对应的实际的回转速度检测值则用实线表示。

图7（d）是表示对由逆变器20生成的回转转矩指令值进行限制的回转限制转矩值的变化的曲线图。回转转矩指令值按照速度偏差而被设定为不超过回转限制转矩值。如此根据由逆变器20生成的回转转矩指令值来决定供给至回转用电动机21的驱动电流的值，并将所决定的驱动电流从逆变器20供给至回转用电动机21。

对紧急操作部40进行操作来使上部回转体3回转时，首先对开-关按钮42a进行操作来将开启信号发送至逆变器20。由此，逆变器20切断与控制器30之间的通信，并设定为能够以来自紧急操作部40的控制信号对逆变器20进行控制的状态。

之后，如图7（a）所示，在时刻t1，从加减速切换按钮42c输出的加速信号成为开启。若加速信号成为开启，则逆变器20将停车制动信号设为关闭来解除基于机械制动器23的制动。在时刻t1，若加速信号成为开启，则逆变器20根据预先设定的时间-速度的图案来生成回转转矩指令值（正值），并将与所生成的回转转矩指令值对应的驱动电流供给至回转用电动机21。此时，回转转矩指令值被设定为不超过预先设定的回转限制转矩值T1。回转用电动机21利用与预先设定的回转转矩指令值对应的驱动电流驱动，旋转速度上升。

如图7（d）所示，相对于回转速度指令值，回转速度检测值的变化缓慢。回转转矩指令值根据回转速度检测值相对于回转速度指令值的偏差而生成，并通过回转限制转矩值T1被加以限制。若上部回转体3的回转加速度过大则会有危险，因此为了使其以低速回转，对回转转矩指令值加以限制。

接着，若驾驶员将加减速切换按钮42c从加速位置操作至中立位置，则在时刻t2，加速信号成为关闭，中立信号成为开启。若中立信号成为开启，则回转转矩指令值成为零，向回转用电动机21的驱动电流成为零。因此，回转用电动机21靠惯性旋转，上部回转体3也仅靠惯性力回转，回转速度逐渐减少。

在时刻t2，若加速信号成为关闭，则如图7（d）所示，回转限制转矩值被设定为负值-T2。由于回转转矩指令值是根据回转速度指令值与回转速度检测值之间的偏差而生成的，因此即使中立信号成为开启，回转转矩指令值也可能成为负值，为了对此时的回转转矩指令值设定极限，将回转限制转矩值设定为-T2。

接着，若驾驶员将加减速切换按钮42c从中立位置操作至减速位置，则在时刻t3，中立信号成为关闭，减速信号成为开启。若减速信号成为开启，则逆变器20生成回转转矩指令（负值），并将与所生成的回转转矩指令值对应的驱动电流供给至回转用电动机21。此时的驱动电流为使回转用电动机向相反方向旋转的方向。因此，回转用电动机21利用与回转转矩指令值对应的驱动电流向减速方向被驱动，旋转速度渐渐下降，因此上部回转体3的回转速度也逐渐下降，其中，所述回转驱动指令值根据与回转速度指令值的偏差、及与回转速度检测值的偏差决定。此时，限制回转转矩指令值的回转限制转矩值被设定为负值-T3。减速中的回转限制转矩值-T3的绝对值优选设定为大于加速中的回转限制转矩值T1的绝对值。这是由于对上部回转体3进行减速时可以比加速时更急剧。

并且，若上部回转体3的回转速度成为零而停止，则驾驶员将加减速切换按钮42c从减速位置操作至中立位置。由此，减速信号设为关闭，中立信号成为开启。由于中立信号成为开启，因此回转转矩指令值成为零且保持为零，上部回转体3维持在停止状态。

在中立信号成为开启的状态下，若回转速度几乎为零的状态持续预定时间，则在时刻t5，逆变器20将停车制动信号设为开启。由此，机械制动器23对回转用电动机21进行制动，上部回转体3固定在停止的位置。

在此，上述回转限制转矩值的变化的图案（加速时为T1、中立时为-T2、及减速时为-T3的图案）预先作为映射图信息而存储于在逆变器20中所设置的存储器20a。逆变器20根据来自紧急操作部40的控制信号，参考在存储器20a中存储的映射图信息来决定回转转矩指令值。或者，也可以将映射图信息存储于在紧急操作部40中设置的存储器40a，并将控制信号和映射图信息一同发送至逆变器20。

在此，挖土机本身以倾斜的状态停止时，上部回转体3的回转面也倾斜，因此优选通过使上部回转体3回转的方向来改变回转力。即，若挖土机倾斜，则在使安装于上部回转体3的动臂4向抬起至较高位置的方向回转时需要比在平地时更大的回转力，相反，使动臂4向下降至较低位置的方向回转时，只要比在平地时更小的回转力即可。因此，若考虑到图7所示的例子的情况，优选用于限制回转转矩指令值的回转限制转矩值根据挖土机的倾斜角度而相应地改变。

因此，图8所示的例子中，根据挖土机的倾斜角度来改变回转限制转矩值。另外，图8-（a）、（b）、（c）所示的曲线图与图7-（a）、（b）、（c）所示的曲线图相同，省略其说明。如图8-（d）所示，挖土机的倾斜角度较大时，若回转方向为将动臂4抬起至较高位置的方向，则将回转限制转矩值设为大于T1以便能够更强劲地进行加速。并且，挖土机的倾斜角度较大时，若回转方向为使动臂4下降至较低位置的方向，则将回转限制转矩值的绝对值设为大于-T2及-T3的绝对值以便能够更大幅地进行减速。

由于能够进行这种回转限制转矩值的变更，因此根据挖土机的倾斜角度准备多个映射图信息来存储于上述存储器40a或存储器20a。逆变器20根据来自倾斜传感器50的倾斜角度信息，参考与倾斜角度对应的映射图信息来决定回转限制转矩值。

在本说明书中通过混合式挖土机的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并非限定于具体公开的上述实施方式，只要不脱离本发明的范围，则能够完成各种变形例及改良例。

本申请基于2011年8月9日申请的日本专利申请第2011-174400号主张优先权，其所有内容援用于本申请中。

产业上的可利用性

本发明能够应用于对设置于建设机械等的回转体进行驱动的回转驱动装置。

符号的说明：

1-下部行走体，1A、1B-液压马达，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，10-驾驶室，11-引擎，11a-引擎转速检测器，11b-引擎控制单元，12-电动发电机，13-变速器，14-主泵，15-先导泵，16-高压液压管路，17-控制阀，18A、20-逆变器，19-电容器，20a-存储器，21-回转用电动机，22-分解器，23-机械制动器，24-回转变速器，25-先导管路，26-操作装置，26A、26B-操作杆，26C-踏板，27-液压管路，28-液压管路，29-压力传感器，30-控制器，32-控制信号线路，40-紧急操作部，40a-存储器，42a-开-关按钮，42b-回转方向切换按钮，42c-加减速切换按钮，42d-驱动按钮，50-倾斜传感器，100-升降压转换器，110-DC母线，111-DC母线电压检测部，112-电容器电压检测部，113、116-电容器电流检测部，114、117-电源线路，115、118-连接点，120-蓄电系统，130-1、130-2-继电器。

Claims (5)

1.一种回转驱动装置，其将引擎的动力转换成电力，并通过已转换的电力使回转体转动，所述回转驱动装置的特征在于，具有：

蓄电装置，对电能进行蓄电；

回转用电动机，由来自蓄电装置的电力驱动而对回转体进行驱动；

逆变器，控制该回转用电动机的驱动；

控制器，经由控制信号线路与所述逆变器连接；及

紧急操作部，在所述回转用电动机的控制中发生异常时对所述逆变器下达指令，

所述逆变器根据来自所述紧急操作部的信号切断所述控制信号线路，且控制所述回转用电动机的驱动。

2.根据权利要求1所述的回转驱动装置，其特征在于，

所述紧急操作部或所述逆变器具有存储部，该存储部中存储有对供给至所述回转用电动机的电流值进行决定的映射图。

3.根据权利要求1或2所述的回转驱动装置，其特征在于，

所述回转驱动装置还具有对所述回转用电动机进行机械制动的机械制动器，

该机械制动器的动作基于所述紧急操作部所控制。

4.根据权利要求2所述的回转驱动装置，其特征在于，

所述存储部为了决定与通过倾斜传感器检测出的倾斜角度对应的电流值而存储有多个所述映射图。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的回转驱动装置，其特征在于，

所述紧急操作部具有选择按钮，该选择按钮选择左回转及右回转中的任一个。

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