CN104350216B - 回转式工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种回转式工程机械，下部行走体；上部回转体；液压马达；回转电动机；液压泵；回转操作器；控制阀；制动阀；连通阀，在开位置和闭位置之间切换，在所述开位置，马达出口侧管路不经由控制阀而直接与油箱或者马达入口侧管路连通，在所述闭位置，该连通被截断；以及控制装置，输出连通阀切换指令和所述回转电动机的转矩指令。控制装置(i)根据所述回转操作器的操作状态和所述上部回转体的回转状态，求出无所述连通阀时的所述液压马达所产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为目标值，(ii)求出所述液压马达实际产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为实际值，(iii)根据从所述目标值减去所述实际值而得到的差值输出所述转矩指令。

Description

回转式工程机械
技术领域
本发明涉及挖掘机等回转式工程机械。
背景技术
以图6所示的挖掘机为例对本发明的背景技术进行说明。
该挖掘机包括：履带式的下部行走体1；绕垂直于地面的轴X回转自如地装设在下部行走体1上的上部回转体2；以及安装于该上述回转体2的挖掘附属装置3。挖掘附属装置3包括：起伏自如的动臂4；安装于该动臂4的远端的斗杆5；安装于该斗杆5的远端的铲斗6；分别使上述动臂4、斗杆5及铲斗6工作的液压工作缸，即动臂工作缸7、斗杆工作缸8以及铲斗工作缸9。
作为使此类挖掘机的上述上述回转体2回转驱动的回转驱动系统，已知有专利文献1所述的技术。该回转驱动系统包括：回转用液压马达，作为驱动源；电动机，连接于回转用液压马达的输出轴；控制阀；连通阀，是设置在上述液压马达两侧的马达两侧管路与上述控制阀之间的电磁切换阀，能够使上述马达两侧管路短路；以及蓄电池。该回转驱动系统中，在回转制动时即减速时，上述连通阀被切换为使上述液压马达的排出油返回该液压马达的入口侧，上述电动机被控制为进行发电作用而再生发电，且发挥再生制动作用，由此产生的再生电力被储存至上述蓄电器。
该系统中，上述连通阀通过上述马达两侧管路的短路而使回转制动时作用于马达出口侧的背压减小，以降低液压马达的带动负荷，由此，可提高惯性动能的回收效率即再生效率。然而，由于用于切换控制该连通阀的控制系统的断线或阀芯的阻滞等原因而导致该连通阀不按照指令工作的切换异常时，会发生各种回转故障。例如，在发生连通阀无法从开位置返回闭位置的情况时，液压马达的驱动力不工作，利用液压产生的保持力也不工作，因此，在斜坡上向上方回转即上回转时，不仅无法转动甚至有可能会因重力而向下方转动。相反地，在发生连通阀无法从闭位置返回开位置的情况时，可能会造成，在回转中为进行回转制动而向反方向操作操纵杆等回转操作部件时，马达制动转矩却不工作，导致回转体因惯性而继续回转。
另外，上述专利文献1中公开了由设置在上述马达两侧管路间的一对安全阀等构成的制动阀，该制动阀在回转制动时不工作，仅实现在回转刚停止时的停止保持功能。
专利文献1：日本专利公开公报特开2010-65510号
发明内容
本发明的目的在于提供一种回转式工程机械，具备回转用液压马达和使该回转用液压马达两侧的马达两侧管路相互连通的连通阀，即使在该连通阀的切换发生异常时，也能够避免回转故障。
本发明所提供的回转式工程机械包括：下部行走体；上部回转体，回转自如地装设在所述下部行走体上；液压马达，作为使所述上部回转体回转的驱动源；回转电动机，连接于所述液压马达的输出轴；液压泵，作为供应源，用于向所述液压马达供应使该液压马达工作的工作油；回转操作器，接受操作而指示所述上部回转体的回转驱动及回转制动；控制阀，根据所述回转操作器的操作，控制对所述液压马达的工作油的供应以及从该液压马达的工作油的排出；制动阀，与连接于所述液压马达两侧的马达两侧管路连接，进行液压制动作用；连通阀，在开位置和闭位置之间切换，在所述开位置，所述马达两侧管路中的所述液压马达的出口侧的管路不经由所述控制阀而直接与油箱或者所述马达两侧管路中的所述液压马达的入口侧的管路连通，在所述闭位置，所述连通被截断；连通阀切换指令输出部，输出用于切换所述连通阀的位置的连通阀切换指令；转矩指令输出部，输出用于指定所述回转电动机的转矩的转矩指令；以及切换异常检测部，检测所述连通阀发生的切换异常，其中，所述转矩指令输出部(i)根据所述回转操作器的操作状态和所述上部回转体的回转状态，求出无所述连通阀时的所述液压马达所产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为目标值，(ii)求出所述液压马达实际产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为实际值，(iii)根据从所述目标值减去所述实际值而得到的差值输出所述转矩指令。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的回转式工程机械的主要部分的结构的系统回路图。
图2是表示上述实施方式所涉及的控制器的运算控制动作的流程图。
图3是表示接着图2中的(III)以后的动作的流程图。
图4是表示接着图2中的(IV)以后的动作的流程图。
图5是表示未设置连通阀时的回转操作量与控制阀的出口节流开口面积的关系的图。
图6是作为本发明的适用对象的一例的挖掘机的概略侧视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式适用于与本发明图6所示的挖掘机相同的挖掘机。
该实施方式所涉及的挖掘机具备：图1所示的液压泵10、回转用液压马达11、作为回转操作器的遥控阀12、以及控制阀13。上述液压泵10通过未图示的发动机驱动，作为向上述液压马达11供应工作油的液压源。上述液压马达11具有端口11a、11b，通过其中一个端口被供应来自上述液压泵10的工作油而向对应于该端口的方向回转，以回转驱动如图6所示的上部回转体2。上述遥控阀12具有操纵杆12a，该操纵杆12a被操作，以指示上述上述回转体2的回转驱动和回转制动。上述控制阀13设置在上述液压泵10及油箱T与上述液压马达11之间，由基于上述遥控阀12的操作而工作的液压先导式的切换阀构成。
上述遥控阀12的操纵杆12a在中立位置和其左右的回转位置之间被操作，遥控阀12从端口输出先导压，该端口与该操纵杆12a从上述中立位置被操作的方向对应，该先导压的大小与该操纵杆12a从该中立位置被操作的量对应。
上述控制阀13具有一对先导端口13a、13b，在两先导端口13a、13b未被供应先导压时，保持中立位置P0，将液压泵10与液压马达11之间截断，在先导端口13a被输入先导压时，切换至左回转位置P1，使液压泵10与液压马达11的端口11a连接，在先导端口13b被输入先导压时，切换至右回转位置P2，使液压泵10与液压马达11的端口11b连接。如上所述，根据来自遥控阀12的先导压，控制阀13在图示的中立位置P0与左、右两回转位置P1、P2之间进行切换动作，由此，控制对液压马达11的工作油的供应以及从液压马达11的工作油的排出，关于上部回转体2的回转，包含其起动的加速、速度一定时的稳定运转、减速、停止的各动作、以及回转方向和回转速度被控制。
图1所示的液压回路包含马达左侧管路14、马达右侧管路15以及制动阀20，马达左侧管路14和马达右侧管路15是将上述控制阀13与液压马达11两侧的端口11a、11b连接的管路，制动阀20具有一对安全阀16、17和一对止回阀18、19，设置在上述马达两侧管路14、15之间。而且，该液压回路包含：连接两安全阀16、17的安全阀回路21、连接止回阀18、19的止回阀回路22、连接上述安全阀回路21和止回阀回路22的通路23、连接该通路23与油箱T的用于吸起工作油的补给管路24、以及设置于该补给管路24的背压阀25。
该液压回路中，在上述遥控阀12未被操作时，即操作杆12a位于中立位置时，控制阀13被设置于图示的中立位置P0，在遥控阀12被操作时，控制阀13以对应于遥控阀12的操纵杆12a从中立位置P0向图的左回转位置P1或右回转位置P2被操作的量的行程而动作。控制阀13在上述中立位置P0时，通过将两回转管路14、15与液压泵10之间截断，来阻止液压马达11的旋转。将遥控阀12从该状态向左或右回转侧操作时，控制阀13被切换至左回转位置P1或右回转位置P2，允许从液压泵10通过左回转管路14或右回转管路15向液压泵11的端口11a或端口11b供应工作油。由此，液压马达11向左或右旋转而驱动上部回转体2。即，上部回转体2成为包含起动的加速状态或速度保持一定的稳定运转状态。此时，从液压马达11排出的油经由控制阀13返回油箱T。
另一方面，例如在右回转驱动中遥控阀12的操纵杆12a被实施减速操作，即向返回中立位置的一侧被操作时，作为出口节流侧的左回转管路14中产生压力，若该压力达到一定值，则制动阀20工作，上部回转体2减速并停止。从左回转驱动时至减速/停止时也是一样的。另外，在该减速中，若马达左侧管路14或马达右侧管路15有变为负压的倾向，则通过补给管路24、通路23、止回阀回路22这一路径从油箱T向回转管路14或15吸入工作油，由此防止气蚀。
以上说明的结构及其作用与现有的液压挖掘机的回转驱动系统相同。
本实施方式的液压挖掘机除了上述结构以外，还包含：分别设置在两回转管路14、15与油箱T之间的左侧连通阀26及右侧连通阀27；构成用于使上部回转体2回转的回转电动机的电动机30；蓄电器31；多个检测器；控制器28；以及电动机/蓄电器控制装置32，本实施方式中的控制器28包含：连通阀切换指令输出部，输出用于切换连通阀26、27的位置的连通阀切换指令；转矩指令输出部，输出用于指定上述电动机30的转矩的转矩指令；以及切换异常检测部，检测在上述连通阀26、27的切换时发生的异常。
上述两连通阀26、27分别由电磁切换阀构成，根据上述控制器28输出的作为连通阀切换指令的电信号，在开位置Pop与闭位置Pcl之间切换。各连通阀26、27具有入口侧端口和出口侧端口，在上述开位置Pop使该入口侧端口与出口侧端口连通，在上述闭位置Pcl将该入口侧端口与出口侧端口之间截断。各连通阀26、27的入口侧端口分别与马达左侧及右侧管路14、15连接，各连通阀26、27的出口侧端口分别经由通路29而连接于制动阀20用的通路23。上述通路23经由补给管路24连接于油箱T，因此在连通阀26、27切换至上述开位置Pop时，马达两侧管路14、15不经由控制阀13而直接与油箱T连通。
上述回转电动机30连接于上述液压马达11的输出轴，能够发挥对上述上部回转体2施加回转驱动转矩的电动机作用以及利用该上部回转体2的回转来产生再生电力的再生作用。由该回转电动机30的再生作用产生的再生电力经由电动机/蓄电器控制装置32而被储存至蓄电器31。
上述多个检测器包含压力传感器33、34、35、36。压力传感器33、34检测从遥控阀12分别供应至上述控制阀13的先导端口13a、13b的先导压，由此，作为检测该遥控阀12的操作状态(操纵杆12a位于中立位置？还是被操作至左或右回转位置)的回转操作检测单元来发挥作用。压力传感器35、36作为分别检测上述马达两侧管路14、15的压力即回转动作时的马达入口侧及出口侧的压力的压力检测单元来发挥作用。上述压力传感器33～36所输出的信号即操作信号或压力信号被输入控制器28。
另外，关于回转电动机30的驱动速度即回转速度的信息信号从电动机/蓄电器控制装置32被输入控制器28。或者也可以设置检测回转电动机30的速度的速度传感器，并将该速度传感器所生成的检测信号输入控制器28。
控制器28根据被输入的各信号判断上部回转体2为回转动作状态还是停止状态，在判断为回转动作状态时，即判断为包含起动的加速动作状态、稳定运转状态、或减速动作状态时，总是输出用于使对应于连通阀26、27中与遥控阀12的操作方向相反的方向的连通阀(在右回转时为左侧连通阀26，在左回转时为右侧连通阀27。以下，称为相反侧连通阀)切换为开位置Pop的连通阀切换指令。因此，在回转动作时，从液压马达11排出的油不通过控制阀13而以通过相反侧连通阀26或27的路径直接返回油箱T。例如，在右回转时，通过液压马达11、左回转管路14、左侧连通阀26、通路29、通路23、以及补给管路24这一路径返回油箱T。因此，返回油不受到控制阀13的节流作用。由此，能够使作用于回转动作时的出口节流侧的背压降低而使入口节流侧的压力下降，以使泵压降低，因此能够抑制液压泵10的动力损失。
在该回转动作中，回转电动机30有液压马达11驱动，进行所谓的带动旋转，其间，根据来自控制器28的再生指令进行发电机(再生)作用。通过该再生作用，在回转动作中，蓄电器31总是被充电，且在减速时液压马达11通过再生制动而被制动，上部回转体2减速/停止。而且，在回转停止后，根据来自控制器28的连通阀切换指令，连通阀26、27切换至闭位置Pcl。在该回转停止状态下，图5的上部回转体2通过制动阀20的制动作用保持在停止状态。
另一方面，控制器28与显示器37连接。控制器28检测由连通阀26、27的控制系统的故障、例如断线或阀芯的阻滞造成的该连通阀26、27切换中发生的异常，且在该异常发生时将其显示在显示器37上，以通知驾驶员。
下面，利用图2～图4的流程图，对本实施方式的控制器28所进行的控制动作予以说明。
图2的流程图中，在控制开始后，控制器28在步骤S1中判断是否有右回转操作信号(是否被右回转操作)，在“是”的情况下，在步骤S2中打开左侧连通阀26(右侧连通阀27关闭)。然后在步骤S3中判断是否有右回转速度信号(是否为右回转动作中)，在“是”的情况下，在步骤S4～S7中运算对回转电动机30的指令转矩，进行转矩指令的输出。
以下，详细阐述该指令转矩的运算。控制器28首先在步骤S4中根据回转操作量和回转速度算出无连通阀26、27时的马达出口侧压力ΔP。控制器28如图5所示，预先存储有表示回转操作量与控制阀13的出口节流开口面积的关系的开口特性，根据该开口特性和检测到的回转操作量来算出出口节流开口面积A。另外，控制器28根据检测到的回转速度来算出流至液压马达11的工作油的流量(回转流量)Q，且根据该回转流量Q和上述算出的出口节流开口面积A，利用下述式(1)算出马达出口侧压力ΔP(步骤S4)。
在此，Cd为流量系数，ρ为流体密度。
然后，控制器28在步骤S5中根据上述出口侧压力的算出值ΔP，利用下述式(2)算出目标转矩(目标值)Tm。
Tm＝－ΔP×q/(2π) (2)
在此，q是液压马达容积(cc/rev)。
而且，控制器28在步骤S6中根据液压马达压力，利用下述式(3)算出液压马达11实际所产生的液压转矩(实际值)Th。
Th＝(Pa－Pb)×q/(2π) (3)
在此，Pa是液压马达11的端口11a的压力(MPa)，Pb是液压马达11的端口11b的压力(MPa)。
然后，控制器28在步骤S7中求出相当于目标转矩Tm与液压转矩Th之差的转矩Tref，并将其作为对回转电动机30的转矩指令值而输入电动机/蓄电器控制装置32。
然后，控制器28在步骤S8中判断连通阀26、27有无切换异常，如有异常则在步骤S9中将连通阀26或27的异常显示在显示器37上后返回步骤S1，如无异常就此返回步骤S1。另外，切换异常的主因是连通阀26、27的控制系统的断线，该断线可通过监视包含连通阀26、27的电磁线圈的电路的电压来检测。或者，本发明的切换异常检测部也可以包含直接检测连通阀26、27的切换状态的传感器、例如行程传感器，在其检测到的切换状态与遥控阀12的操作不一致时，判断为切换异常。
在上述步骤S3中为“否”时，即虽然被右回转操作但无右回转速度信号时，控制器28在步骤S10中判断是否有左回转速度信号，在“是”时，即在有左回转速度信号时，视为操纵杆被逆向操作或在上回转时上述回转体2因重力而向下转动，在步骤S11中，将马达入口侧应产生的压力ΔP设定为相当于安全压的最大值(Pmax)。然后，控制器28在步骤S12中，根据ΔP利用式Tm＝ΔP×q/(2π)算出目标转矩Tm，并移动到步骤S6。另外，在步骤S10中为“否”时，即虽然被右回转操作但既无右回转速度信号也无左回转速度信号时，则视为进行推压作业等而未进行实际的回转动作，在步骤13中，无电动机转矩指令地移动至步骤S8。
在上述步骤S1中为“否”时，即无右回转操作信号时，控制器28在步骤S14中判断有无左回转操作信号，在“是”时，即在有左回转操作信号时，在步骤S15中关闭左侧连通阀26，打开右侧连通阀27后，移动至图3步骤S16。在步骤S14中为“否”时，即既无右回转操作信号也无左回转操作信号时，移动至图4的步骤S27。
图3的步骤S16中，控制器28判断是否有左回转速度信号，在“是”时，即在有左回转速度信号时，与图1的步骤S4～S9一样，根据回转操作量与回转速度算出马达出口侧压力ΔP(步骤S17)，根据马达出口侧压力ΔP算出目标转矩Tm(步骤S18)，根据液压马达压力算出液压转矩Th(步骤S19)，算出并输出电动机转矩指令值Tref(步骤S20)，判断连通阀26、27的异常(步骤S21)，以及在判断为异常时予以显示(步骤S22)，返回步骤S1。
在步骤S16中为“否”时，即虽然被左回转操作但无左回转速度信号时，控制器28在步骤23中判断是否有右回转速度信号。在“是”时，与图1的步骤S11～S13一样，在步骤S24中，将马达入口侧应产生的压力ΔP设定为最大值(Pmax)，并且在步骤S25中，根据ΔP利用式Tm＝ΔP×q/(2π)算出目标转矩Tm后，移动至步骤S19，在“否”时，不发出电动机转矩指令(步骤S26)地移动至步骤S21。
在图2的步骤S14中为“否”时，即既无右回转操作信号也无左回转操作信号时，控制器28在图4的步骤S27中判断是否有右回转速度信号，在“是”时，即在有右回转速度信号时，经过与图1的步骤S4～S7一样的步骤S28～S31之后，经过与图1的步骤S8、S9一样的步骤S32、S33而返回步骤S1。
在步骤S27中为“否”即无右回转速度信号时，也就是既无右回转操作也无左回转操作，且无右回转速度时，控制器28在步骤S34中判断是否有左回转速度信号，在“是”(有左回转速度信号)时，视为虽然回转遥控阀12回归中立以使回转减速但上部回转体2依然因惯性而回转，与图1的步骤S11、S12一样，在步骤S35中将马达入口侧应产生的压力设定为最大值(Pmax)，在步骤S36中根据ΔP算出目标转矩Tm，并移动至步骤S30。在步骤S34中为“否”时，即既无左右回转操作信号也无速度信号时，控制器28视为回转停止状态，在步骤S37中关闭左右两侧连通阀26、27，不发出电动机转矩指令(步骤S38)地移动至步骤S32。
由此，即使在因连通阀26、27的切换异常而导致液压马达11发生转矩异常时，上述控制器28也会根据无连通阀26、27的通常的回路中液压马达所产生的转矩(目标值)与异常转矩的差值来对电动机/蓄电器控制装置32输入转矩指令，因此能够对马达输出轴施加合计为无切换异常时的转矩。
由此，无论连通阀26、27是否存在切换异常，都能够以与无异常时相同的转矩来驱动或制动上部回转体2，由此可避免回转故障。具体而言，在因上述异常而导致出口侧的连通阀26或27被固定于开位置Pop时，可产生电动机转矩来作为制动转矩，以代替液压转矩，由此，无论是否存在上述异常都能够可靠地使上部回转体减速。另一方面，在出口侧的连通阀26或27被固定于闭位置Pc1时，通过基于目标转矩Tm与正常时不会产生的液压转矩Th的差值的转矩指令，使得电动机输出轴上仅作用有电动机转矩，因此可防止电动机输出轴因超负荷而破损。
另外，在回转操作方向(被指示的回转方向)与实施的回转方向不同时，控制器28根据无连通阀26、27时的液压马达11的入口侧产生马达入口侧压力来设定目标转矩Tm，将该目标转矩Tm与作为液压马达11实际产生的实际值的实际转矩Th之差即转矩Tref作为对回转电动机30的转矩指令而输出，因此能够避免在逆向操作操纵杆时或上回转时因驱动转矩不工作而导致的事态，即因无法克服惯性而无法向操作方向驱动或者制动，以及因重力而转动等事态。
表1及表2表示了在出口侧连通阀26或27被分别固定于“开位置”和“闭位置”时，根据专利文献1中记载的公知技术及实施方式会产生何种转矩。
表1
连通阀被固定于“开位置”时
表2
连通阀被固定于“闭位置”时
连通阀被固定于“开位置”时，在公知技术中，如表1所示，在逆向操作操纵杆或上回转时，期待液压马达所产生转矩而指示电动机转矩(制动转矩)Tref为0％，但实际上液压转矩Th也为0％(正常时为100％)，因此输出至电动机输出轴的转矩为0％。因此，即便逆向操作操纵杆上部回转体也不停止，在上回转时因重力而向下转动。
对此，上述实施方式中，算出目标转矩Tm为100％，另一方面，液压转矩Th为0％，因此，决定的指令转矩Tref为(100－0)＝100％，目标转矩Tm的100％成为电动机输出轴转矩。因此，能够通过逆向操作操纵杆可靠地停止上部回转体，防止因上回转时的重力而向下转动。
另一方面，连通阀被固定于“闭位置”时，如表2所示，在公知技术中指示100％的电动机转矩，液压转矩Th也为100％(正常时为0％)，因此电动机输出轴转矩合计为200％，而超负荷。对此，上述实施方式中，算出目标转矩Tm为100％，减去液压转矩Th的100％，电动机指令转矩合计为0％，因此，最终电动机输出轴转矩与目标转矩一样被设定为相当于液压转矩的100％。因此，电动机输出轴不会超负荷。
另外，上述实施方式中，控制器28检测出连通阀26、27的切换的异常并将该异常发生显示在显示器37上，由此通知驾驶员，或者能够应用于使机械停止运转等安全对策。
本发明并不局限于上述实施方式，例如还包含以下形态。
(1)上述实施方式中，求出转矩来分别作为目标值和实际值，但也可以求出压力来作为本发明的目标值和实际值。此时，根据由两者的压差求出的转矩来决定对回转电动机30的转矩指令。
(2)上述实施方式中，连通阀26、27的出口侧经由通路29而与制动阀20的通路23连接，即，补给管路24被共用为将连通阀26、27的出口侧与油箱T连接的管路，但也可以采用专用的油箱连接管路将连通阀26、27的出口侧分别与油箱T连接。
(3)上述实施方式中，马达两侧管路14、15中分别设置有连通阀26、27，但本发明的工程机械也可以具备共用于两侧管路14、15的单一的连通阀，该连通阀具有闭位置(中立位置)及左右的开位置。
(4)上述实施方式的连通阀26、27在使马达出口侧管路与油箱T连通的开位置Pop和将该连通截断的闭位置Pc1之间切换，本发明也可以与专利文件1中记载的短路切换阀一样，具备在使马达两侧管路短路的开位置和使两侧管路连接于控制阀的闭位置之间切换的连通阀，该连通阀设置在马达两侧管路和控制阀之间，在回转减速时使马达出口管路与入口管路连通，该连通阀与上述一样也能够适用。
(5)本发明并不局限于挖掘机，也可与上述同样地适用于以挖掘机为母体而构成的解体机或破碎机等其他工程机械。
如上所述，本发明提供一种回转式工程机械，具备回转用液压马达和使该回转用液压马达两侧的马达两侧管路相互连通的连通阀，即使在该连通阀的切换发生异常时，也能够避免回转故障。该回转式工程机械包括：下部行走体；上部回转体，回转自如地装设在所述下部行走体上；液压马达，作为使所述上部回转体回转的驱动源；回转电动机，连接于所述液压马达的输出轴；液压泵，作为供应源，用于向所述液压马达供应使该液压马达工作的工作油；回转操作器，接受操作而指示所述上部回转体的回转驱动及回转制动；控制阀，根据所述回转操作器的操作，控制对所述液压马达的工作油的供应以及从该液压马达的工作油的排出；制动阀，与连接于所述液压马达两侧的马达两侧管路连接，进行液压制动作用；连通阀，在开位置和闭位置之间切换，在所述开位置，所述马达两侧管路中的所述液压马达的出口侧的管路不经由所述控制阀而直接与油箱或者所述马达两侧管路中的所述液压马达的入口侧的管路连通，在所述闭位置，所述连通被截断；连通阀切换指令输出部，输出用于切换所述连通阀的位置的连通阀切换指令；转矩指令输出部，输出用于指定所述回转电动机的转矩的转矩指令；以及切换异常检测部，检测所述连通阀发生的切换异常，其中，所述转矩指令输出部(i)根据所述回转操作器的操作状态和所述上部回转体的回转状态，求出无所述连通阀时的所述液压马达所产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为目标值，(ii)求出所述液压马达实际产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为实际值，(iii)根据从所述目标值减去所述实际值而得到的差值输出所述转矩指令。
该工程机械中，即使在因连通阀的切换异常而导致液压马达发生转矩异常时，转矩指令输出部也会根据从无连通阀的回路中液压马达所产生的压力或转矩(目标值)减去实际值而得到的差值来对电动机发出转矩指令，因此能够对马达输出轴施加合计为无切换异常时的转矩。由此，无论连通阀是否存在切换异常，都能够以与无异常时相同的转矩来驱动或制动上部回转体，由此可避免回转故障。另一方面，上述切换异常检测部检测出上述连通阀的切换的异常，因此能够将该异常发生显示给驾驶员，或者应用于使机械停止运转等安全对策。
具体而言，较为理想的是，所述转矩指令输出部根据由所述回转操作器的操作量求出的所述控制阀的出口节流开口面积和所述液压马达的流量，求出无所述连通阀时的所述液压马达的出口侧所产生的马达出口侧压力，根据该马达出口侧压力来设定作为所述目标值的目标转矩，且算出所述液压马达实际发生的作为所述实际值的实际转矩，根据从所述目标转矩减去所述实际转矩而得到的转矩差值对所述回转电动机输出转矩指令。
该结构能够使上部回转体可靠地减速。作为连通的切换异常的一种，若出口侧的连通阀被固定于开位置，则即便进行减速操作液压马达的制动转矩也不会工作，制动阀的液压制动力也不会工作，可能在造成在平地作业使无法制动，相对地，如上所述的用于决定指令转矩的转矩指令输出部可产生电动机转矩来作为制动转矩，以代替液压转矩，因此，能够使上部回转体可靠地减速。另外，若出口侧连通阀被固定于闭位置，则电动机输出轴上会作用有电动机再生转矩和由液压制动产生的液压制动转矩，而导致电动机输出轴超负荷，如上所述，用于决定指令转矩的转矩指令输出部通过从目标转矩减去正常时不会产生的液压转矩，使得电动机输出轴上仅作用有电动机转矩，由此可防止激烈的冲击或电动机输出轴的破损。
较为理想的是，在所述回转操作器所指示的回转方向与实际的回转方向不同时，所述转矩指令输出部根据无所述连通阀时的所述液压马达的入口侧所产生的马达入口侧压力，来设定作为所述目标值的目标转矩，且根据所述马达入口侧压力和马达出口侧压力算出所述液压马达实际发生的作为所述实际值的实际转矩，根据从所述目标转矩减去所述实际转矩而得到的转矩差值对所述回转电动机输出转矩指令。该转矩指令输出部能够避免在逆向操作操纵杆时或上回转时因驱动转矩不工作而导致的事态，即因无法克服惯性而无法向操作方向驱动或者制动，以及因重力而转动等事态。

Claims (4)

1.一种回转式工程机械，其特征在于包括：
下部行走体；
上部回转体，回转自如地装设在所述下部行走体上；
液压马达，作为使所述上部回转体回转的驱动源；
回转电动机，连接于所述液压马达的输出轴；
液压泵，作为供应源，用于向所述液压马达供应使该液压马达工作的工作油；
回转操作器，接受操作而指示所述上部回转体的回转驱动及回转制动；
控制阀，根据所述回转操作器的操作，控制对所述液压马达的工作油的供应以及从该液压马达的工作油的排出；
制动阀，与连接于所述液压马达两侧的马达两侧管路连接，进行液压制动作用；
连通阀，在开位置和闭位置之间切换，在所述开位置，所述马达两侧管路中的所述液压马达的出口侧的管路不经由所述控制阀而直接与油箱或者所述马达两侧管路中的所述液压马达的入口侧的管路连通，在所述闭位置，所述连通被截断；
连通阀切换指令输出部，输出用于切换所述连通阀的位置的连通阀切换指令；
转矩指令输出部，输出用于指定所述回转电动机的转矩的转矩指令；以及
切换异常检测部，检测所述连通阀发生的切换异常，其中，
所述转矩指令输出部(i)根据所述回转操作器的操作状态和所述上部回转体的回转状态，求出无所述连通阀时的所述液压马达所产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为目标值，(ii)求出所述液压马达实际产生的压力或者由该压力所得的转矩，以作为实际值，(iii)根据从所述目标值减去所述实际值而得到的差值输出所述转矩指令。
2.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于：
所述转矩指令输出部根据由所述回转操作器的操作量求出的所述控制阀的出口节流开口面积和所述液压马达的流量，求出无所述连通阀时的所述液压马达的出口侧所产生的马达出口侧压力，根据该马达出口侧压力来设定作为所述目标值的目标转矩，且算出所述液压马达实际发生的作为所述实际值的实际转矩，根据从所述目标转矩减去所述实际转矩而得到的转矩差值对所述回转电动机输出转矩指令。
3.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于：
在所述回转操作器所指示的回转方向与实际的回转方向不同时，所述转矩指令输出部根据无所述连通阀时的所述液压马达的入口侧所产生的马达入口侧压力，来设定作为所述目标值的目标转矩，且根据所述马达入口侧压力和马达出口侧压力算出所述液压马达实际发生的作为所述实际值的实际转矩，根据从所述目标转矩减去所述实际转矩而得到的转矩差值对所述回转电动机输出转矩指令。
4.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于：
在所述回转操作器所指示的回转方向与实际的回转方向一致时，所述转矩指令输出部根据由所述回转操作器的操作量求出的所述控制阀的出口节流开口面积和所述液压马达的流量，求出无所述连通阀时的所述液压马达的出口侧所产生的马达出口侧压力，根据该马达出口侧压力来设定作为所述目标值的目标转矩，且算出所述液压马达实际发生的作为所述实际值的实际转矩，根据从所述目标转矩减去所述实际转矩而得到的转矩差值对所述回转电动机输出转矩指令，
在所述回转操作器所指示的回转方向与实际的回转方向不同时，所述转矩指令输出部根据无所述连通阀时的所述液压马达的入口侧所产生的马达入口侧压力，来设定作为所述目标值的目标转矩，且根据所述马达入口侧压力和马达出口侧压力算出所述液压马达实际发生的作为所述实际值的实际转矩，根据从所述目标转矩减去所述实际转矩而得到的转矩差值对所述回转电动机输出转矩指令。
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