CN110073060A - 回转控制装置 - Google Patents

Abstract

驱动部(203)在有停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值为实际回转速度以上的状态即第一状态(期间TA)，则停止输出转矩指令值，发生空转状态。指令值计算部(202)在第一状态下，使回转指令值以第一斜率(K1)减小。另一方面，指令值计算部(202)在有停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值小于实际回转速度的状态即第二状态(时刻t2之后的期间)，使回转指令值以比第一斜率要平缓的第二斜率(K2)减小。

Description

回转控制装置

技术领域

本发明涉及使用回转电动机使回转体进行回转的工程机械的回转控制装置。

背景技术

以往，在具备回转体的工程机械中，为了实现顺畅地加减速，在加减速时进行回转电动机的实际速度朝着目标速度缓慢增大或减小的延迟控制。作为延迟控制，已知的有实际速度以一定的斜率接近目标速度的梯形控制、实际速度以S形曲线的斜率接近目标速度的S形控制。

作为进行上述延迟控制的现有技术，例如有专利文献1。专利文献1公开了在电动机开始减速时，使用于驱动电动机的驱动指令以随着时间经过缓慢减小的方式延迟，从而使开始减速时的乘坐感舒适的技术。

延迟控制通过设定回转指令值并对回转电动机进行反馈控制以使所设定的回转指令值与实际回转速度的偏差为零来实现，其中，回转指令值是在有停止回转的操作输入时，使实际回转速度朝着为零的目标速度缓慢减小。

由此，在延迟控制中回转指令值是缓慢减小的，因此，当在实际回转速度低于目标速度的状况下输入了停止回转的操作时，在停止回转的操作输入之后的一段时间内，回转指令值会大于实际回转速度。尤其是在采用比例控制(P控制)来作为反馈控制的情况下，由于残留偏差，很有可能导致实际回转速度维持在低于目标速度的速度，而在这样的状况下输入停止回转的操作时，在该操作输入之后的一段时间内，回转指令值会暂时大于实际回转速度。

这里，在输入了停止回转的操作的情况下，操作人员表示出要让回转体停止的意思，因此并不需要对回转电动机施加加速转矩。因此，在工程机械中，在输入了停止回转的操作的状态下，若是回转指令值大于实际回转速度的状态，则实施停止向回转电动机输出转矩指令值的控制。因此，在该状态下，工程机械将不产生减速转矩，回转体处于在惯性能下回转的空转状态。空转状态会导致工程机械的安全性和乘坐感变差，因此希望尽可能地缩短该状态。

上述专利文献1中，虽然通过使驱动指令缓慢减小实现了延迟控制，然而完全没有任何关于空转状态的记载，因此存在无法缩短空转状态的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明公开公报特开2009-293221

发明内容

本发明的目的在于提供一种回转控制装置，缩短回转体制动时发生的空转状态，同时又使回转体顺畅地停止。

本发明的一个方式的回转控制装置，用于控制工程机械，所述工程机械包括回转体和被输入用于使所述回转体回转的操作的操作部，该回转控制装置包括：

回转电动机，回转驱动所述回转体；

回转变换器，驱动所述回转电动机；

速度检测部，检测所述回转电动机的实际回转速度；

操作量检测部，检测输入到所述操作部的操作量；

目标速度计算部，计算与所述操作量对应的目标速度；

指令值计算部，计算回转指令值以使所述实际回转速度以规定的斜率延迟地达到所述目标速度；以及

驱动部，计算转矩指令值以使所述回转指令值与所述实际回转速度的偏差为零并将该转矩指令值输出到所述回转变换器，其中，

所述驱动部，

在所述操作量检测部检测出有停止回转的操作输入的状态下，若所述回转指令值为所述实际回转速度以上的状态即第一状态，无论所述偏差多大都停止输出所述转矩指令值，

在所述操作量检测部检测出有停止回转的操作输入的状态下，若所述回转指令值为小于所述实际回转速度的状态即第二状态，则输出所述转矩指令值，

所述指令值计算部，在所述第一状态下使所述回转指令值以第一斜率随时间而减小，在所述第二状态下使所述回转指令值以比所述第一斜率更加平缓的第二斜率随时间而减小。

根据该结构，能够缩短回转体处于空转状态的期间，并且同时能够使回转体顺畅地停止。

附图说明

图1是本发明的实施方式的回转控制装置所适用的工程机械的外观图。

图2是表示图1所示的工程机械的系统结构的一例的框图。

图3是表示采用梯形控制的情况下回转指令值的时间推移的曲线图。

图4是表示采用S形控制的情况下回转指令值的时间推移的曲线图。

图5是表示第一图表的曲线图。

图6是表示第二图表的曲线图。

图7是说明比较例的回转控制装置中的空转状态的曲线图。

图8是说明本发明的实施方式所涉及的回转控制装置中的空转状态的曲线图。

图9是表示本发明的实施方式中的回转控制装置的动作的流程图。

具体实施方式

(实施方式1)

下面，对于本发明的实施方式，参照附图进行说明。以下的实施方式是将本发明具体化的示例，并不是对本发明的技术范围的限定。

图1是本发明的实施方式的回转控制装置所适用的工程机械1的外观图。工程机械1由混合动力挖掘机构成，但这是一个示例，也可以由液压挖掘机等挖掘机构成。工程机械1只要是具备吊机等回转体的工程机械，可以采用任意种类的工程机械。

工程机械1具备履带式的下部行走体2、设置在下部行走体2上且能够回转的上部回转体3(回转体的一例)、以及安装在上部回转体3上的作业装置4。

作业装置4具备相对于上部回转体3能够俯仰地安装的动臂15、相对于动臂15的远端部能够摆动地安装的斗杆16、以及相对于斗杆16的远端部能够摆动地安装的铲斗17。

作业装置4还具备使动臂15相对于上部回转体3俯仰的动臂缸18、使斗杆16相对于动臂15摆动的斗杆缸19、以及使铲斗17相对于斗杆16摆动的铲斗缸20。上部回转体3具备供操作人员乘坐的驾驶室。

图2是表示图1所示的工程机械1的系统结构的一例的框图。工程机械1具备发动机101、与发动机101的驱动轴Z1连结的发电电动机102及液压泵103、控制电池108的充放电和发电电动机102的驱动的发电变换器104、控制电池108的充放电和回转电动机106的驱动的回转变换器105、使上部回转体3回转的回转电动机106、能够利用发电电动机102和回转电动机106发电产生的电力进行充电的电池108、供操作人员输入操作的操作部109、检测操作部109的操作量的操作量检测部110、以及控制工程机械1的控制器200。图2中，回转变换器105、回转电动机106、速度传感器107、操作部108、操作量检测部110和控制器200构成回转控制装置。

发动机101例如由柴油发动机构成。发电电动机102利用发动机101的动力起到发电机的功能，将发电机101的动力转换为电力。发电电动机102还利用来自电池108的电力起到电动机的功能，对发动机101进行辅助。

液压泵103在发动机101的动力下被驱动，喷射出工作油。从液压泵103喷射出的工作油经由省略了图示的控制阀提供给图1所示的动臂缸18～铲斗缸20。

发电变换器104例如由三相变换器构成，将经由发电电动机102转换后的电力蓄电在电池108中。发电变换器104还对发电电动机102作为发电机的功能和发电电动机102作为电动机的功能之间的切换进行控制。发电电动机104在控制器200的控制下，对发电电动机102的转矩进行控制。

回转变换器105例如由三相变换器构成，将电池108的电力提供给回转电动机106，对回转电动机106进行驱动。回转变换器105将上部回转体3回转减速时在回转电动机106产生的再生电力蓄电在电池108中。回转变换器105还按照从驱动部203输出的转矩指令值，生成三相PWM信号并将其输出到回转电动机106。

回转电动机106在电池108的电力下被驱动，使图1所示的上部回转体3回转。

电池108在发电变换器104的控制下，对发电电动机102发电产生的电力进行蓄电。电池108还在回转变换器105的控制下，对回转电动机106的再生电力进行蓄电。

速度传感器107例如由检测转子的旋转角度的旋转编码器、以及通过对检测出的旋转角度进行微分来计算回转电动机106的转速的处理器构成。于是，速度传感器107检测出处理器所计算的回转电动机106的转速作为上部回转体3的实际回转速度。

操作部108例如具备操作杆111，接受操作人员做出的用于使上部回转体3回转的操作。这里，操作部109根据操作杆111的倾倒角度来改变先导压。操作杆111例如构成为能够在左右方向上倾倒，在上部回转体3向右回转的情况下，例如操作杆111向右倾倒，在上部回转体3向左回转的情况下，操作杆111向左倾倒。另外，将操作杆111的倾倒量为0的情况包括在内的一定角度范围设定为中立范围。

操作量检测部110例如由液压传感器构成，其使用根据操作杆111的倾倒量而变化的先导压来检测操作部109的操作量。具体而言，随着操作杆向右的倾倒量超过中立范围继续增大，操作量检测部110例如使操作量正向增大，随着操作杆向左的倾倒量超过中立范围继续增大，操作量检测部110例如使操作量负向增大。这里，操作量检测部110也可以由电位计构成。另外，在操作杆111从中立范围意外的位置回到中立范围内的情况下，操作量检测部110检测出有停止回转的操作输入。

控制器200例如由ASIC(application specific integrated circuit)、或FPGA(field-programmable gate array)之类的专用处理器、或者具备CPU、能够改写的ROM、RAM等的计算机构成。

控制器200包括目标速度计算部201、指令值计算部202和驱动部203。

目标速度计算部201根据操作量检测部110检测出的操作量，计算出上部回转体3的目标速度。这里，随着操作量正向增大，目标速度计算部201使目标速度正向例如线性增大，随着操作量负向增大，目标速度计算部201使目标速度负向例如线性增大。

指令值计算部202计算回转指令值，用于实现使实际转速以规定斜率延迟地达到目标速度的延迟控制。这里，延迟控制可以采用使回转指令值以线性斜率向目标速度增大或减小的梯形控制、或者使回转指令值以S形斜率向目标速度增大或减小的S形控制。

图3是表示采用梯形控制的情况下的回转指令值的时间推移的曲线图，纵轴表示速度，横轴表示时间。图3中，虚线表示目标速度，实线表示回转指令值。本例中，输入如下的操作：在时刻t1，操作杆111以一定的倾倒量倾倒，在时刻t1～t3期间，操作杆111保持该倾倒量不变，在时刻t3，操作杆111回到中立范围。因此，目标速度在时刻t1从0增大到值S1，在时刻t1～t3期间维持值S1不变，在时刻t3从值S1减小到0。

另一方面，回转指令值在时刻t1～t2期间以直线状的斜率从0缓慢增大到值S1。回转指令值在时刻t3～t4期间以直线状的斜率从值S1缓慢减小到值0。从而，回转电动机106的实际回转速度缓慢增大或减小，从而实现安全性和乘坐感的提高。

图4是表示采用S形控制的情况下的回转指令值的时间推移的曲线图，纵轴表示速度，横轴表示时间。图4中，虚线表示目标速度，实线表示回转指令值。图4中，输入与图3相同的操作。图4与图3的不同点在于，回转指令值不是直线状的，而是S形增大(时刻t1～t2)或减小(时刻t3～t4)。具体而言，时刻t1～时刻t2的期间、时刻t3～时刻t4的期间内，回转指令值沿着平缓的曲线变化，与图3相比，其变化更为平滑。下面，以延迟控制采用梯形控制的情况为例进行说明。

回到图2进行参照。指令值计算部202使用第一图表M400和第二图表M500计算回转指令值。图5是表示第一图表M400的曲线图，纵轴表示加速度和减速度，横轴表示操作量。图6是表示第二图表M500的曲线图，纵轴表示加速度和减速度，横轴表示操作量。第一图表M400、第二图表M500预先存储在ROM等存储装置中。

第一图表M400用于回转指令值在实际回转速度以上的情况。第二图表M500用于回转指令值小于实际回转速度的情况。第一图表M400、第二图表M500均具备表示减速时的回转指令值的加速度的减速斜率特性G401、G501和表示加速时的回转指令值的加速度的加速斜率特性G402、G502。

减速斜率特性G401、G501均维持固定的值V1、V2而与操作量多大无关，但将值V1设定为比值V2要大得多的值。图5、图6的例子中，值V1被设定为是值V2的大致8倍的值，但这只是一个示例。从而，在操作量检测部110检测出有表示停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值在实际回转速度以上的状态即第一状态，则回转指令值以值V1的斜率向目标速度减小。在操作量检测部110检测出有表示停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值小于实际回转速度的状态即第二状态，则回转指令值以值V2的斜率向目标速度减小。即，在第一状态下，与第二状态相比，回转指令值以更陡的斜率减小。其理由将在后文中阐述。

加速斜率特性G402、G502均在操作量超过OP1时，其值开始增大，在操作量为OP1～OP2的区间内，其值以固定斜率增大，在操作量超过OP2时，以固定值V3、V4推移。这里，值V4略大于值V3，但设定为与值V3基本相同的值。

从而，在加速时，无论回转指令值是否在实际回转速度以上，在操作量为OP1～OP2的区间内，都是操作量越大，便以越大的斜率向目标速度增大，当操作量超过OP2时，以值V3、V4的斜率向目标速度增大。由此，在操作量超过OP2之前，能够给操作人员带来加速度随着操作量的增大而增大的操作感。

回到图2进行参照。驱动部203计算出使回转指令值与实际回转速度的偏差为零的转矩指令值并将其输出到回转变换器105，从而对回转电动机106进行反馈控制。

这里，驱动部203采用比例控制作为反馈控制。这是因为考虑到在采用PI(比例积分控制)的情况下，是对偏差进行累计，因此对导致上部回转体3的定位响应性变差。而如果采用比例控制，则残留偏差的影响很有可能导致实际回转速度维持在比目标速度要低的速度。

另外，驱动部203在操作量检测部110检测出有表示停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值为实际回转速度以上的状态即第一状态，则无论偏差多大，都停止输出转矩指令值。

另一方面，在操作量检测部110检测出有表示停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值为小于实际回转速度的状态即第二状态，则输出转矩指令值。

在反馈控制中，若回转指令值为实际回转速度以上，则输出使回转电动机106的转矩上升的转矩指令值。但在停止回转的操作输入时，操作人员表示出停止回转的意思，因此并不需要使转矩上升。因此，驱动部203在第一状态下停止输出转矩指令值。但在第一状态下，回转电动机106没有进行转矩控制，因此上部回转体3处于以惯性能回转的空转状态

图7是表示比较例的回转控制装置中的空转状态的曲线图，纵轴表示回转速度，横轴表示时间。这里，比较例的回转控制装置不使用图5所示的第一图表M400，而是仅使用图6所示的第二图表M500来决定回转指令值的斜率。

图7中，曲线G801表示目标速度，曲线G802表示回转指令值，曲线G803表示实际回转速度。本例中，在时刻t1之前，实际回转速度维持在比目标速度要低的速度。这是由于比例控制的残留偏差的影响造成的。

在时刻t1，操作感111回到中立范围，输入了停止回转的操作，因此操作量变为0，目标速度变为0。此时，为了实现梯形控制，回转指令值以第二斜率K2减小。另外，由于残留偏差的影响，实际回转速度低于回转指令值。

在时刻t1～t2的期间TA1内，在输入了停止回转的操作的状态下，回转指令值变为实际回转速度以上的状态即第一状态。因此，停止输出转矩指令值。从而，在期间TA1，上部回转体3处于空转状态。

在时刻t2，在输入了停止回转的操作的状态下，回转指令值变为小于实际回转速度的状态即第二状态，因此开始输出转矩指令值。之后，实际回转速度追随者回转指令值而减小。

由此，在比较例的回转控制装置中，无论回转指令值和实际回转速度有怎样的大小关系，回转指令值都以固定斜率减小，因此存在期间TA1所示的空转状态期间变长的问题。

因此，本实施方式的回转控制装置采用如下的结构。图8是说明本发明的实施方式所涉及的回转控制装置中的空转状态的曲线图，纵轴和横轴的关系与图7相同。图8中，曲线G901表示目标速度，曲线G902表示回转指令值，曲线G903表示实际回转速度。另外，图8假设的场景与图7的相同。因此，在期间TA1中发生空转状态。

图8与图7的不同点在于，如曲线G902所示，时刻t1～时刻t2的期间TA1内回转指令值的斜率要大于时刻t2之后的回转指令值的斜率。

即，本实施方式中，指令值计算部202在操作量检测部110检测出有停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值为实际回转速度以上的状态即第一状态，则参照第一图表M400的减速斜率特性G401，使回转指令值以值V1所规定的第一斜率K1减小。从而，能够实现空转状态的期间TA1缩短。另一方面，指令值计算部202在操作量检测部110检测出有停止回转的操作输入的状态下，若回转指令值为低于实际回转速度的状态即第二状态，则指令值计算部202参照第二图表M400的减速斜率特性G501，使回转指令值以值V2(＜V1)所规定的第二斜率K2减小。

接下来，对本发明的实施方式中的回转控制装置的动作进行说明。图9是表示本发明的实施方式中的回转控制装置的动作的流程图。

该流程图例如在发动机101开始驱动后到发动机101停止驱动之前反复地执行。

S301中，操作量检测部110检测操作部109的操作量。例如，当操作杆111进入中立范围时，检测出操作量为0，当操作杆111超出中立范围倾倒时，检测出与倾倒量相应的操作量。

接着，目标速度计算部201计算出与S301中检测出的操作量相应的目标速度(S302)。例如，当检测出的操作量为0时，设定目标速度为0。

然后，速度传感器107检测实际回转速度(S303)。然后，指令值计算部202在回转指令值的绝对值在实际回转速度的绝对值的情况下(S304为是)，判定操作杆111是否超出中立范围地倾倒(S305)。在这种情况下，指令值计算部202在操作量检测部110检测出的操作量不为0时，判定操作杆111超出中立范围地倾倒，在操作量检测部110检测出的操作量为0时，判定操作杆111没有超出中立范围地倾倒即可。将回转指令值的绝对值和实际回转速度的绝对值进行比较是因为考虑到上部回转体3向右回转和向左回转时实际回转速度的正负将发生反转。另外，回转指令值的默认值例如使用0。

接着，在指令值计算部202判定为操作杆超出中立范围地倾倒的情况下(S305为是)，操作人员表示出要加速的意思，且回转指令值的绝对值大于实际回转速度的绝对值，因此根据第一图表M400的加速斜率特性G402中决定回转指令值的斜率(S306)。这种情况下，从加速斜率特性G402决定与操作量检测部110检测出的操作量相应的加速度，并将所决定的加速度规定的斜率决定为回转指令值的斜率。

接着，指令值计算部202使用S306中决定的斜率来计算回转指令值(S308)。这里，指令值计算部202在当前的目标速度大于当前的回转指令值的情况下，将S306中决定的斜率乘以单位时间而得到的值加上当前的回转指令值，即可计算出回转指令值。单位时间可以采用图9的流程图的一个循环的周期，即回转指令值的计算周期。从而，实现图3的时刻t1～t2的期间内所示的梯形控制。指令值计算部202在当前的目标速度与当前的回转指令值相等的情况下，维持当前的回转指令值不变。

接着，驱动部203计算转矩指令值以使S308中计算出的回转指令值与实际回转速度的偏差为零，并将其输出至回转变换器105(S310)，处理返回S301。

另一方面，在S305中，在操作杆11没有超出中立范围倾倒的情况下(S305为否)，符合上述的第一状态，即操作人员表示出停止回转的意思，且回转指令值的绝对值大于实际回转速度的绝对值，因此，指令值计算部202根据第一图表M400的减速斜率特性G401中决定回转指令值的斜率(S307)。这里，将减速斜率特性G401的值V1所规定的第一斜率K1(图8)决定为回转指令值的斜率。

接着，指令值计算部202使用S307中决定的第一斜率K1来计算回转指令值(S309)。这里，指令值计算部202在当前的回转指令值大于当前的目标速度的情况下，从当前的回转指令值减去将第一斜率K1乘以单位时间而得到的值，即可计算出回转指令值。从而，如图8的期间TA1所示，回转指令值以第一斜率K1向目标速度减小。指令值计算部202在当前的目标速度与当前的回转指令值相等的情况下，维持当前的回转指令值不变。

接着，由于符合第一状态，无论回转指令值与实际回转速度的偏差有多大，驱动部203都不输出转矩指令值(S311)，处理返回S301。由此，上部回转体3处于空转状态。

S304中，在回转指令值的绝对值小于实际回转速度的绝对值的情况下(S304为否)，指令值计算部202与S305同样地判定操作杆111是否超出中立范围地倾倒(S312)。

接着，在指令值计算部202判定为操作杆111超出中立范围地倾倒的情况下(S312为是)，操作人员表示出要加速的意思，且回转指令值的绝对值小于实际回转速度的绝对值，因此根据第二图表M500的加速斜率特性G502中决定回转指令值的斜率(S313)。这种情况下，从加速斜率特性G502决定与操作量检测部110检测出的操作量相应的加速度，并将所决定的加速度规定的斜率决定为回转指令值的斜率。

接着，指令值计算部202使用S313中决定的斜率来计算回转指令值(S315)。这里，指令值计算部202在当前的目标速度大于当前的回转指令值的情况下，将S313中决定的斜率乘以单位时间而得到的值加上当前的回转指令值，即可计算出回转指令值。指令值计算部202在当前的目标速度与当前的回转指令值相等的情况下，维持当前的回转指令值不变

接着，尽管驾驶人员表示出要加速的意思，但由于回转指令值的绝对值小于实际回转速度的绝对值，因此无论回转指令值与实际回转速度的偏差有多大，驱动部203都不输出转矩指令值(S317)，处理范围S301。

另一方面，在S312中，在操作杆11没有超出中立范围倾倒的情况下(S312为否)，符合上述的第二状态，即操作人员表示出停止回转的意思，且回转指令值的绝对值小于实际回转速度的绝对值，因此，指令值计算部202根据第二图表M500的减速斜率特性G501中决定回转指令值的斜率(S314)。这种情况下，将第二图表M500的减速斜率特性G501的值V2所规定的第二斜率K2决定为回转指令值的斜率。

接着，指令值计算部202使用S314中决定的第二斜率K2来计算回转指令值(S316)。这里，指令值计算部202在当前的回转指令值大于当前的目标速度的情况下，从当前的回转指令值减去将第二斜率K2乘以单位时间而得到的值，即可计算出回转指令值。从而，如图8的时刻t2之后所示，回转指令值以第二斜率K2向目标速度减小。指令值计算部202在当前的目标速度与当前的回转指令值相等的情况下，维持当前的回转指令值不变。

接着，驱动部203计算转矩指令值以使实际回转速度与回转指令值的偏差为零，并将其输出至回转变换器105(S318)，处理返回S301。从而，对回转电动机106实现反馈控制。

由此，根据本实施方式，在输入表示停止回转的操作的过程中，在回转指令值为实际回转速度以上的状态(第一状态)下，回转指令值以第一斜率K1减小，因此能够缩短空转状态的期间TA1。

另外，本实施方式中以使用梯形控制作为延迟控制的情况为例进行了说明，但也可以使用S形控制作为延迟控制。例如，在第一状态下，指令值计算部202根据第一图表M400决定值V1。这里，如图4所示，值V1规定的是目标速度减小时的平均斜率。因而，指令值计算部202根据从当前的目标速度被设定之后的经过时间，对值V1进行修正以拟合预先设定的S形，将修正后的值设定为第一斜率K1即可。采用S形控制时的第二斜率K2也与第一斜率K1同样地决定即可。另外，采用S形控制时的增大时斜率也与第一斜率K1同样地决定即可。

(实施方式2)

实施方式2的特征在于，随着实际回转速度的下降，第一斜率K1、第二斜率K2逐渐变平缓。本实施方式中，对与实施方式1相同的部分标注相同的标号，并省略其说明。

具体而言，指令值计算部202在决定第一斜率K1时，随着实际回转速度的降低，使图5所示的减速斜率特性G401沿着箭头D4所示的方向平行移动，从而使值V1减小，对减速斜率特性G401进行校正。然后，指令值计算部202使用校正后的减速斜率特性G401来决定值V1，并使用该值V1决定第一斜率K1。

另外，指令值计算部202以与第一斜率K1相同的方式，对第二斜率K2进行减速斜率特性G501的校正。即，随着实际回转速度的降低，使图6所示的减速斜率特性G601沿着箭头D5所示的方向平行移动，从而使值V2减小，对减速斜率特性G501进行校正。然后，指令值计算部202使用校正后的减速斜率特性G501来决定值V2，并使用该值V2决定第二斜率K2。其中，校正后的减速斜率特性G401、G501中维持着V1＞V2的关系。因此，空转状态的期间TA1变短。

在实际回转速度较低的情况下，即使实际回转速度缓慢减小，上部回转体3到停止位置的时间也能够被抑制在一定时间内。因此，第一斜率K1、第二斜率K2变得平缓也不成问题。因此，本实施方式中，随着实际回转速度的下降，使第一斜率K1、第二斜率K2减小，使上部回转体3更加平滑地停止，从而能够提高乘坐感和安全性。

这里，减速斜率特性G401、G501的校正量与实际回转速度的关系可以采用例如随着实际回转速度的下降，校正量以一次函数、二次函数、或单调递减函数的形式减小的关系。

实施方式2中，随着实际回转速度的下降，第一斜率K1、第二斜率K2逐渐变平缓。但这只是一个示例。例如，若工程机械1位于倾斜地面，则也可以根据倾斜地面相对于水平面的倾斜角度来变更第一斜率K1和第二斜率K2。

例如，可以认为工程机械1所在的倾斜地面的倾斜角度越大，空转状态下的上部回转体3的惯性能越大。为了实现这一情况，回转控制装置设有检测工程机械1的倾斜角度的倾斜角传感器即可。而且，倾斜角传感器检测出的倾斜角度越大，指令值计算部202使减速斜率特性G401、G501的值向着值V1、V2增大得越大的方向校正，并使用校正后的值V1、V2来决定第一斜率K1、第二斜率K2即可。从而，上部回转体3的惯性能越大，空转状态的期间TA1缩得越短，能够提高安全性和乘坐感。

(实施方式3)

实施方式3中，随着上部回转体3的回转面上作业装置的长度变长，第一斜率K1、第二斜率K2逐渐变大。本实施方式中，回转控制装置如图2所示，还具备检测作业装置4的姿势的姿势检测部120。

姿势检测部120由检测动臂15相对于上部回转体3的俯仰角度的角度传感器、检测斗杆16相对于动臂15的摆动角度的角度传感器、检测铲斗17相对于斗杆16的摆动角度的角度传感器构成。本实施方式中，动臂15、斗杆16、铲斗17的长度是已知的。

若动臂15、斗杆16、铲斗17各自的长度是已知的，则只要知道动臂15、斗杆16、铲斗17的摆动角度，就可以使用三角函数计算出回转面上作业装置4的长度。这里，回转面是指与上部回转体3的转轴正交的平面。

随着回转面上作业装置4的长度变大，上部回转体3的惯性能逐渐增大。因而，在此情况下，若考虑工程机械1的安全性和乘坐感，则希望缩短空转状态的期间TA1。

因此，本实施方式中，指令值计算部202根据姿势检测部120检测出的动臂15、斗杆16、铲斗17各自的摆动角度，来求出回转面上作业装置4的长度。然后，回转面上作业装置4的长度越是增大，指令值计算部202将减速斜率特性G401、G501向值V1、V2越是增大的方向(箭头D4所示的方向及箭头D5所示的方向的相反方向)校正。接着，指令值计算部202使用校正后的值V1、V2来决定第一斜率K1、第二斜率K2。这里，减速斜率特性的校正量与回转面上作业装置4的长度的关系可以采用随着回转面上作业装置4的长度增大，校正量例如以一次函数、二次函数或者单调递增函数的形式增大的关系。

由此，根据本实施方式，回转面上作业装置4的长度越长，第一斜率K1、第二斜率K2就越陡，因此，能够更加迅速地向上部回转体3施加减速转矩，能够使上部回转体3更加快速地停止。

另外，无论操作量是多大，减速斜率特性G401、G501都具有固定值V1、V2，因此回转控制装置只要将值V1、V2存储在ROM中即可。

(实施方式的概括)

本发明一实施方式的回转控制装置，用于控制工程机械，所述工程机械包括回转体和被输入用于使所述回转体回转的操作的操作部，该回转控制装置包括：

回转电动机，回转驱动所述回转体；

回转变换器，驱动所述回转电动机；

速度检测部，检测所述回转电动机的实际回转速度；

操作量检测部，检测输入到所述操作部的操作量；

目标速度计算部，计算与所述操作量对应的目标速度；

指令值计算部，计算回转指令值以使所述实际回转速度以规定的斜率延迟地达到所述目标速度；以及

驱动部，计算转矩指令值以使所述回转指令值与所述实际回转速度的偏差为零并将该转矩指令值输出到所述回转变换器，其中，

所述驱动部，

在所述操作量检测部检测出有停止回转的操作输入的状态下，若所述回转指令值为所述实际回转速度以上的状态即第一状态，无论所述偏差多大都停止输出所述转矩指令值，

在所述操作量检测部检测出有停止回转的操作输入的状态下，若所述回转指令值为小于所述实际回转速度的状态即第二状态，则输出所述转矩指令值，

所述指令值计算部，在所述第一状态下使所述回转指令值以第一斜率随时间而减小，在所述第二状态下使所述回转指令值以比所述第一斜率更加平缓的第二斜率随时间而减小。

根据本实施方式，在输入了表示回转停止的操作时，若回转指令值为实际回转速度以上的状态即第一状态，无论偏差多大都停止向回转变换器输出转矩指令值，因此，回转体变为空转状态。

然而，本实施方式中，在第一状态下，回转指令值以第一斜率随时间减小。在此，第一斜率大于在该期间经过后的回转指令值的斜率即第二斜率。因此，能够使回转体的空转状态的期间缩短。另一方面，在该期间经过后，回转指令值以比第一斜率更加平缓的第二斜率随时间减小，因此，能够使回转体顺畅地停止。

上述实施方式中，可使所述指令值计算部，随着所述实际回转速度减小，使所述第一斜率和所述第二斜率变得平缓。

在实际回转速度较低的情况下，即使实际回转速度缓慢减小，也能够将上部回转体到停止为止的时间抑制在一定时间内。

根据本实施方式，由于第一、第二斜率随着实际回转速度减小而变得平缓，因此，能够将上部回转体到停止为止的时间抑制在一定时间内，并且使回转体顺畅地停止。

上述实施方式中，所述工程机械还可以包括相对于所述回转体能够变更姿势而安装的作业装置，

所述回转控制装置还包括检测所述作业装置的姿势的姿势检测部，

所述指令值计算部根据所述姿势检测部检测出的姿势，计算出所述作业装置在所述回转体的回转面上的长度，并随着所述计算出的长度变长，使所述第一斜率和所述第二斜率增大。

回转体的回转面上作业装置的长度越长，回转体的惯性就越大，因此，从输入回转停止的操作起到回转体停止为止的时间也会变长。本实施方式中，回转体的回转面上作业装置的长度越长，则第一、第二斜率就越陡，因此，能够更加迅速地向回转体施加减速转矩，能够使上部回转体更加快速地停止。

上述实施方式中，所述驱动部通过比例控制计算转矩指令值，使得所述偏差变为零。

在比例控制中，由于残留偏差的原因，很有可能导致实际回转速度维持在比目标速度要低的速度。在这样的状态下，若输入停止回转的操作，在该操作输入之后的一段时间内，回转指令值会暂时大于实际回转速度。本实施方式中，如上文所述，在第一状态下，回转指令值以第一斜率减小，因此，能够使在使用比例控制时预计频繁发生的空转状态的期间缩短。

Claims (4)

1.一种回转控制装置，用于控制工程机械，所述工程机械包括回转体和被输入用于使所述回转体回转的操作的操作部，该回转控制装置的特征在于包括：

回转电动机，回转驱动所述回转体；

回转变换器，驱动所述回转电动机；

速度检测部，检测所述回转电动机的实际回转速度；

操作量检测部，检测输入到所述操作部的操作量；

目标速度计算部，计算与所述操作量对应的目标速度；

指令值计算部，计算回转指令值以使所述实际回转速度以规定的斜率延迟地达到所述目标速度；以及

驱动部，计算转矩指令值以使所述回转指令值与所述实际回转速度的偏差为零并将该转矩指令值输出到所述回转变换器，其中，

所述驱动部，

在所述操作量检测部检测出有停止回转的操作输入的状态下，若所述回转指令值为所述实际回转速度以上的状态即第一状态，无论所述偏差多大都停止输出所述转矩指令值，

在所述操作量检测部检测出有停止回转的操作输入的状态下，若所述回转指令值为小于所述实际回转速度的状态即第二状态，则输出所述转矩指令值，

所述指令值计算部，在所述第一状态下使所述回转指令值以第一斜率随时间而减小，在所述第二状态下使所述回转指令值以比所述第一斜率更加平缓的第二斜率随时间而减小。

2.如权利要求1所述的回转控制装置，其特征在于：

所述指令值计算部，随着所述实际回转速度减小，使所述第一斜率和所述第二斜率变得平缓。

3.如权利要求1或2所述的回转控制装置，其特征在于：

所述工程机械还包括相对于所述回转体能够变更姿势而安装的作业装置，

所述回转控制装置还包括检测所述作业装置的姿势的姿势检测部，

所述指令值计算部根据所述姿势检测部检测出的姿势，计算出所述作业装置在所述回转体的回转面上的长度，并随着所述计算出的长度变长，使所述第一斜率和所述第二斜率增大。

4.如权利要求1至3中任一项所述的回转控制装置，其特征在于：

所述驱动部通过比例控制计算转矩指令值，使得所述偏差变为零。