JP2009035988A - Drive control device of revolving body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the same operating feeling as that in hydraulic control when an upper structure (3) is revolved at a specified angle or larger by an external force with the upper structure (3) brought in a position control state, when the upper structure (3) is changed over from a speed control state or a torque control state to a position control state, and when a stop instruction is given with the upper structure (3) brought in a position control state in a hybrid shovel. <P>SOLUTION: When the upper structure (3) is rotated at a specified angle or larger by the action of an external force in a position control state, when the upper structure (3) is changed over from a speed control state or a torque control state to a position control state, and when a stop instruction is given, a target position or an integration item are corrected based on a present position and a present speed of the upper structure while holding the output torque of an electric motor (27). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、建設車両等の旋回体を駆動制御する旋回体の駆動制御装置に関するものである。   The present invention relates to a drive control device for a revolving structure that drives and controls a revolving structure such as a construction vehicle.

一般に、建設車両の1つであるショベルでは、各駆動部を油圧アクチュエータによって駆動するようにした油圧式のものがよく知られている。この油圧式のものは、エンジンで油圧ポンプを常時駆動し、この油圧ポンプからの圧油をコントロールバルブを介して色々な駆動部(旋回体、ブレード、クローラ、ブーム、アーム、バケット)のアクチュエータに供給することで、その駆動部を駆動させるようにしている。   In general, as an excavator which is one of construction vehicles, a hydraulic type in which each drive unit is driven by a hydraulic actuator is well known. In this hydraulic type, a hydraulic pump is constantly driven by an engine, and pressure oil from this hydraulic pump is supplied to actuators of various drive units (swivel bodies, blades, crawlers, booms, arms, buckets) via control valves. By supplying, the drive unit is driven.

しかし、油圧方式の課題は、仕事する量が僅かであるにも拘わらずエンジンが全開で回っているので、圧油の余剰流量が捨てられ、仕事をせずに熱となり、エネルギーが無駄となる欠点がある。   However, the problem with the hydraulic system is that the engine is fully open even though the amount of work is small, so the excess flow of pressure oil is thrown away, heat is not worked, and energy is wasted. There are drawbacks.

そこで、従来、駆動部としての旋回体等を電動モータによって直接に駆動するものとし、エンジンで発電機を駆動して、その発電された電気を一旦バッテリに充電するとともに、その充電電力によりインバータを介して旋回体等の回転部を駆動するようにしたハイブリットシステムが提案されている。   Therefore, conventionally, a revolving body or the like as a drive unit is directly driven by an electric motor, and a generator is driven by an engine, and the generated electricity is once charged in a battery, and the inverter is driven by the charged power. There has been proposed a hybrid system that drives a rotating part such as a revolving body.

例えば特許文献1に示されるように、建設車両の旋回体等の回転系を駆動する電動モータのコントローラにおいて、油圧駆動式のものの動特性をシミュレーションするエミュレーションモデルを設定し、その油圧駆動式エミュレーションモデルにより制御目標値を演算して、電動モータを制御することが知られている。   For example, as disclosed in Patent Document 1, an emulation model for simulating the dynamic characteristics of a hydraulic drive type is set in a controller of an electric motor that drives a rotating system such as a revolving body of a construction vehicle, and the hydraulic drive type emulation model It is known that the control target value is calculated by controlling the electric motor.

また、特許文献2に示されるものでは、操作指令信号、及びこの操作指令信号に応じた目標速度と実速度との偏差から、電動アクチュエータの目標トルクを求めるとともに、実速度に応じた最大許容トルクを求め、これらの目標トルク又は最大許容トルクのうちの絶対値の最小の値を電動アクチュエータの最終目標トルクとして、電動アクチュエータを制御するようになっている。   Moreover, in what is shown by patent document 2, while calculating | requiring the target torque of an electric actuator from the deviation of an operation command signal and the target speed according to this operation command signal, and an actual speed, the maximum permissible torque according to an actual speed is obtained. The electric actuator is controlled with the absolute value of the target torque or the maximum allowable torque as the final target torque of the electric actuator.

さらに、特許文献3には、操作手段の操作信号に基づいて電動モータの目標速度と制限トルクとを決定し、目標速度と実際の速度速度との偏差からフィードバック制御(PID制御)によるモータの出力トルクを求め、この出力トルクと制限トルクとのうちの絶対値の小さい方を最終の出力トルクとしてモータを制御することが示されている。   Further, in Patent Document 3, the target speed and limit torque of the electric motor are determined based on the operation signal of the operation means, and the motor output by feedback control (PID control) is determined from the deviation between the target speed and the actual speed speed. It is shown that the torque is obtained and the motor is controlled with the smaller of the absolute values of the output torque and the limit torque as the final output torque.

また、特許文献4には、旋回操作部の操作量に応じて設定された指令速度値と実速度との偏差を求め、この速度偏差に応じて電動モータの加速・制動トルクを制御し、旋回操作部の操作量が少なくとも最大又は最大近傍のときに最大加速トルクを、また操作量が少なくとも0又は0近傍のときに最大制動トルクをそれぞれ出力するようにすることが提案されている。
特開2003−333876号公報 特開2003−033063号公報 特開2006−112114号公報 特開2001−010783号公報
Further, in Patent Document 4, a deviation between a command speed value set according to the operation amount of the turning operation unit and an actual speed is obtained, and acceleration / braking torque of the electric motor is controlled according to the speed deviation. It has been proposed to output a maximum acceleration torque when the operation amount of the operation unit is at least at or near the maximum, and to output a maximum braking torque when the operation amount is at least 0 or near 0, respectively.
JP 2003-333876 A JP 2003-033063 A JP 2006-112114 A JP 2001-010883 A

ところで、上記油圧方式においては、操作手段の操作位置が中立位置にあるときに油圧アクチュエータにより旋回体を停止保持している状態で、その位置保持トルクよりも大きい外力(例えばハイブリッドショベルにおいて、バケットで掘削した際の負荷の反力によるもの)が加わると、油圧アクチュエータが強制的に回転させられるが、その後に外力がなくなると、その旋回移動した位置に保持される。   By the way, in the above hydraulic system, when the swinging body is stopped and held by the hydraulic actuator when the operating position of the operating means is in the neutral position, an external force larger than the position holding torque (for example, in a hybrid excavator with a bucket) The hydraulic actuator is forcibly rotated when a reaction force of the load during excavation is applied, but when the external force disappears thereafter, the hydraulic actuator is held at the swiveled position.

この油圧方式での挙動を具体的に説明すると、図8は油圧ショベルを上側から見て模式的に示したもので、(2)は下部走行体、(3)は上部旋回体、(4)は該上部旋回体(3)に設けられた掘削作業機で、先端にバケット(12)を有する。図9は上部旋回体(3)を回転させるように駆動する油圧回路を示し、(51)は油圧ポンプ、(52)は上部旋回体(3)を駆動するアクチュエータとしての油圧モータ、(53)は6ポート3位置のパイロットバルブ、(54,55,56)はリリーフバルブ、(57,58)はチェックバルブである。   Fig. 8 schematically shows the hydraulic excavator as viewed from above. (2) is the lower traveling body, (3) is the upper swinging body, and (4) Is an excavation work machine provided on the upper swing body (3), and has a bucket (12) at the tip. FIG. 9 shows a hydraulic circuit for driving the upper swing body (3) to rotate, (51) is a hydraulic pump, (52) is a hydraulic motor as an actuator for driving the upper swing body (3), (53) Is a 6-port 3-position pilot valve, (54, 55, 56) are relief valves, and (57, 58) are check valves.

油圧ショベルの操作装置(図8には示していない。図2の(31)参照)が中立位置にあって上部旋回体(3)が回転を停止しているときには、図9(a)に示すように、パイロットバルブ(53)は中立位置にあって閉じており、油圧モータ(52)に圧油が流れる経路はブロックされて油圧モータ(52)は停止し(ブロックされた圧油の経路を太い実線で表している)、この状態で掘削作業機(4)先端のバケット(12)により掘削する。そのとき、図8(a)に示すように、バケット(12)が石等に当たって外力(反力)を受けると、その外力により旋回体(3)に旋回トルクが加わる。その旋回トルクがモータトルクよりも小さいときには、旋回体(3)が油圧モータ(52)を回転させようとしても油が流れず、図9(a)示す状態が保たれて油圧モータ(52)は回転せず、旋回体(3)も旋回しない。これに対し、外力による旋回トルクがモータトルク以上になると、図9(b)に示すように、吐出側の油圧P2が吐出側リリーフバルブ(55)の設定圧力P2r以上となって、その吐出側リリーフバルブ(55)が開き、吐出側リリーフバルブ(55)及び供給側のチェックバルブ(57)を圧油が流れて油圧モータ(52)が回転させられる(圧油の流れる経路を太い実線にて表す)。そして、その後に外力による旋回トルクがモータトルクよりも下がると、リリーバルブ(55)が閉じて図9(a)に示す状態に戻るが、その圧油が流れた分だけ旋回体(3)が旋回したままに保たれ、図8(c)に示すように、その旋回後の位置に保持される。尚、上記リリーフバルブ(55)が開いて油圧モータ(52)が回転するときのモータトルクをTmaxとすると、外力により発生するモータトルクTがTmax≦Tのときにリリーフバルブ(55)を通って油が流れてモータ(52)が回転させられるが、0<T<Tmaxのときには、油の圧縮により微小移動する。その後、外力が弱くなると、圧縮された油が元に戻って移動前の位置に戻る。   When the hydraulic excavator operating device (not shown in FIG. 8; see (31) in FIG. 2) is in the neutral position and the upper swing body (3) stops rotating, it is shown in FIG. 9 (a). Thus, the pilot valve (53) is in the neutral position and closed, the path through which the hydraulic oil flows to the hydraulic motor (52) is blocked, and the hydraulic motor (52) stops (the blocked hydraulic oil path is In this state, the excavator (4) is excavated by the bucket (12) at the tip. At this time, as shown in FIG. 8A, when the bucket (12) hits a stone or the like and receives an external force (reaction force), a turning torque is applied to the revolving body (3) by the external force. When the turning torque is smaller than the motor torque, no oil flows even if the turning body (3) tries to rotate the hydraulic motor (52), and the state shown in FIG. It does not rotate and the swivel (3) does not turn either. On the other hand, when the turning torque due to the external force becomes equal to or greater than the motor torque, the hydraulic pressure P2 on the discharge side becomes equal to or higher than the set pressure P2r of the discharge side relief valve (55) as shown in FIG. The relief valve (55) opens, and hydraulic oil flows through the discharge side relief valve (55) and the supply side check valve (57) to rotate the hydraulic motor (52). To express). Then, when the turning torque due to the external force decreases below the motor torque, the release valve (55) is closed and the state shown in FIG. 9 (a) is restored, but the turning body (3) is moved by the amount of pressure oil flowing. It keeps turning and is held at the position after the turn as shown in FIG. If the motor torque when the relief valve (55) is opened and the hydraulic motor (52) rotates is Tmax, the motor torque T generated by the external force passes through the relief valve (55) when Tmax ≦ T. The oil flows and the motor (52) is rotated, but when 0 <T <Tmax, it moves slightly due to the compression of the oil. Thereafter, when the external force becomes weak, the compressed oil returns to the original position before returning.

しかしながら、ハイブリッドシステムでは、操作装置の操作位置に基づいて旋回体を旋回させ、例えば操作位置が中立位置にあるときのような旋回体の停止指令のときには電動モータから位置保持トルクを出力させて旋回体を停止保持するようにする位置制御を行うので、その電動モータの位置保持トルクよりも大きい外力が加わって、電動モータが強制的に回転させられた後は、外力による旋回前の元の位置に保持しようとする制御が行われ、その旋回前の元の位置に旋回体が戻る挙動をする(図5(c)仮想線参照)。つまり、オペレータが操作装置の操作をしないにも拘わらず旋回体が勝手に元の位置に戻ることになり、操作フィーリングが上記油圧制御と異なって、その違和感が生じるという問題がある。   However, in the hybrid system, the turning body is turned based on the operation position of the operating device. For example, when a stop command is issued for the turning body such as when the operation position is in the neutral position, the position holding torque is output from the electric motor to turn the turning body. Since the position control is performed so that the body is stopped and held, after the external force larger than the position holding torque of the electric motor is applied and the electric motor is forcibly rotated, the original position before turning by the external force Is controlled to be held, and the swinging body returns to the original position before the swing (see the phantom line in FIG. 5C). That is, although the operator does not operate the operating device, the swinging body returns to the original position without permission, and there is a problem that the operation feeling is different from the hydraulic control described above, and that uncomfortable feeling occurs.

また、この他、停止指令以外の位置にあって旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御を行っている状態で、旋回体が外力によって強制的に回転させられたとき、旋回体の旋回速度が目標速度になるように電動モータを制御する速度制御、又は旋回体の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータを制御するトルク制御を行っている状態で、停止指令以外から停止指令となって速度制御又はトルク制御から位置制御に切り換えられたとき、さらには、位置制御を行っている状態で、停止指令以外から停止指令となったときも、上記と同様に油圧方式においてリリーフバルブ(55)が開く状況下であり、上記と同様に操作フィーリングに違和感が生じることとなる。 In addition, when the swiveling body is forcibly rotated by an external force in a position other than the stop command and performing position control that targets the command position of the swiveling body (3), Stop from other than the stop command while performing speed control to control the electric motor so that the turning speed of the vehicle becomes the target speed or torque control to control the electric motor so that the turning torque of the turning body becomes the target torque When switching from speed control or torque control to position control as a command, and when a stop command is issued from a position other than the stop command in the state where position control is being performed, a relief is applied in the hydraulic system as described above. Under the condition that the valve (55) is opened, the operation feeling is uncomfortable as described above.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記のハイブリッドシステム等において、例えば旋回体の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換えられたとき、旋回体の位置制御状態で停止指令となったとき等において、油圧制御と同様の操作フィーリングが得られるようにすることにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to turn the vehicle in the above hybrid system or the like when, for example, the speed control state or the torque control state of the turning body is switched to the position control state. An operation feeling similar to that of the hydraulic control is obtained when a stop command is issued in the body position control state.

上記の目的を達成するために、この発明では、旋回体の位置制御状態において、電動モータの出力トルクを変えることなく、その目標位置を補正するか、位置制御での積分項を補正するようにした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, in the position control state of the revolving structure, the target position is corrected or the integral term in the position control is corrected without changing the output torque of the electric motor. did.

具体的には、第1の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、この制御手段(35)は、上記旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転したときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されているものとする。 Specifically, in the first aspect of the invention, in the drive control device for the revolving structure in which the electric motor (27) is controlled according to the operation position of the operation means (31) to revolve the revolving structure (3). In the case of the stop command for the swing body (3), position control is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of changing to the stop command becomes the target position. Otherwise, position control targeting the command position of the swing body (3), speed control for controlling the electric motor (27) so that the swing speed of the swing body (3) becomes the target speed, or the swing body (3 ) Is provided with a control means (35) for performing any of torque control for controlling the electric motor (27) so that the turning torque of the turning body becomes a target torque, and the control means (35) is used to stop the turning body (3). regardless addition command or stop command, position control state, by the action of an external force When the rotating body (3) rotates more than a certain angle, it is configured to correct the target position based on the current position and current speed while maintaining the output torque of the electric motor (27). And

この第1の発明では、制御手段(35)により、上記旋回体(3)の停止指令のときには、停止指令へ変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御が行われ、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかが行われる。そして、旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転したときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正される。この旋回体(3)の現在位置及び現在速度を基に補正された目標位置になるように位置制御されるため、電動モータ(27)の位置保持トルクよりも大きい外力が加わって電動モータ(27)が強制的に回転させられた後に旋回体(3)が旋回前の元の位置に戻るようなことはなく、操作フィーリングの違和感を招くことはない。 In the first aspect of the present invention, when the control means (35) issues a stop command for the swing body (3), the electric motor (27 ) Is controlled, and when it is other than the stop command, the position control is aimed at the command position of the swing body (3), and the electric motor (27 is set so that the swing speed of the swing body (3) becomes the target speed. ) Or a torque control for controlling the electric motor (27) so that the turning torque of the turning body (3) becomes the target torque. The output torque of the electric motor (27) when the turning body (3) is rotated more than a certain angle by the action of external force in the position control state regardless of the stop command or other than the stop command of the turning body (3). The target position is corrected based on the current position and the current speed while maintaining Since the position of the revolving body (3) is controlled so as to be corrected based on the current position and the current speed, an external force larger than the position holding torque of the electric motor (27) is applied to the electric motor (27 ) Is forcibly rotated, the swivel body (3) does not return to the original position before the turn, and there is no sense of incongruity in the operation feeling.

第2の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、この制御手段(35)は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されているものとする。 According to a second aspect of the present invention, in the drive control device for a revolving structure in which the electric motor (27) is controlled according to the operation position of the operation means (31) to revolve the revolving structure (3), the revolving structure (3 when the stop command), while performing position control of the position of the revolving body at the time of change to the stop command (3) controls the electric motor (27) so that the target position, when a non stop command, turning Position control that targets the command position of the body (3), speed control that controls the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or turning torque of the turning body (3) A control means (35) for performing any one of torque controls for controlling the electric motor (27) so as to achieve a target torque is provided, and the control means (35) is changed from the speed control state or the torque control state to the position control state. When switching, the output torque of the electric motor (27) It is assumed that the target position is corrected based on the current position and current speed while holding the torque.

この第2の発明では、第1の発明と同様に、制御手段(35)により、旋回体(3)の停止指令のときには、停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、旋回体(3)の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正される。このように旋回体(3)の現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正され、その目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。 In the second invention, similarly to the first invention, when the control means (35) issues a stop command for the swing body (3), the position of the swing body (3) at the time of the change to the stop command is the target position. When the position control for controlling the electric motor (27) is other than the stop command, any one of the position control, the speed control, and the torque control targeting the command position of the swing body (3) is performed. When the revolving body (3) is switched from the speed control state or torque control state to the position control state, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the target is based on the current position and current speed. The position is corrected. As described above, the target position is corrected based on the current position and the current speed of the revolving structure (3), and the position is controlled so as to be the target position, so that an uncomfortable feeling of operation is not caused.

第3の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、この制御手段(35)は、上記停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されているものとする。 According to a third aspect of the present invention, in the drive control device for a revolving structure (3) that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to revolve the revolving structure (3), the revolving structure (3 when the stop command), while performing position control of the position of the revolving body at the time of change to the stop command (3) controls the electric motor (27) so that the target position, when a non stop command, turning Position control that targets the command position of the body (3), speed control that controls the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or turning torque of the turning body (3) A control means (35) for performing any of the torque control for controlling the electric motor (27) so as to achieve the target torque is provided, and the control means (35) is in a state where the position control is performed without the stop command. When the stop command is issued, the electric motor (27) It is assumed that the target position is corrected based on the current position and current speed while maintaining the output torque.

この第3の発明では、制御手段(35)により、旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、電動モータ(27)の出力トルクが保持されたまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正される。このように旋回体(3)の現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正され、その目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。 In the third aspect of the invention, when the swinging body (3) is commanded to stop by the control means (35) , the electric motor (3) is set so that the position of the swinging body (3) when changing to the stop command becomes the target position. When the position control for controlling 27) is other than the stop command, any one of the position control, the speed control, and the torque control targeting the commanded position of the swing body (3) is performed. When the position control is performed without the stop command, when the stop command is issued, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the target position is determined based on the current position and the current speed. It is corrected. As described above, the target position is corrected based on the current position and the current speed of the revolving structure (3), and the position is controlled so as to be the target position, so that an uncomfortable feeling of operation is not caused.

第4の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、この制御手段(35)は、上記旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するように構成されているものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the drive control device for a revolving structure in which the electric motor (27) is controlled in accordance with the operation position of the operation means (31) to revolve the revolving structure (3), the revolving structure (3 ), The position control including the integral term is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of the change to the stop command becomes the target position. When the command is other than the stop command, position control targeting the command position of the swing body (3), speed control for controlling the electric motor (27) so that the swing speed of the swing body (3) becomes the target speed, or the swing body Control means (35) for performing any of the torque control for controlling the electric motor (27) so that the turning torque of (3) becomes the target torque is provided, and the control means (35) includes the turning body (3) regardless than stop command or stop command, position control state, the action of an external force When the turning body (3) rotates more than a certain angle and the output torque of the electric motor (27) exceeds a certain value, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position. It is assumed that the integral term is corrected based on the current position and the current speed.

この第4の発明では、制御手段(35)により、旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する積分項を含む位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項が補正される。この旋回体(3)の現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、電動モータ(27)の位置保持トルクよりも大きい外力が加わって電動モータ(27)が強制的に回転させられた後に旋回体(3)が旋回前の元の位置に戻るようなことはなく、操作フィーリングの違和感を招くことはない。 In the fourth aspect of the invention, when the stop command for the swing body (3) is issued by the control means (35), the electric motor (3) is set so that the position of the swing body (3) when changing to the stop command becomes the target position. When the position control including the integral term for controlling 27) is other than the stop command, any one of the position control, the speed control, and the torque control targeting the command position of the swing body (3) is performed. And, regardless of the stop command of the swing body (3) or other than the stop command, the swing body (3) rotates more than a certain angle by the action of external force in the position control state, and the output torque of the electric motor (27) is The integral term is corrected based on the current position and the current speed so that the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position when the value is equal to or greater than a certain value. Since the position of the revolving body (3) is controlled so as to be the target position, an external force larger than the position holding torque of the electric motor (27) is applied to forcibly rotate the electric motor (27). After that, the swiveling body (3) does not return to the original position before the turning, and there is no sense of discomfort in the operation feeling.

しかも、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正が行われるので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。   In addition, since the target position is corrected when the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value, the operation feeling can be made closer to the hydraulic system and the occurrence of a sense of incongruity can be prevented more reliably.

第5の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御(上記積分項を含む位置制御に限定されない)、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、この制御手段(35)は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとする。 According to a fifth aspect of the invention, in the drive control device for a revolving structure in which the electric motor (27) is controlled according to the operation position of the operation means (31) to revolve the revolving structure (3), the revolving structure (3 ), The position control including the integral term is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of the change to the stop command becomes the target position. When the command is other than the stop command, the position control (not limited to the position control including the above integral term ) for the command position of the swing body (3), the electric motor so that the swing speed of the swing body (3) becomes the target speed And control means (35) for performing either speed control for controlling (27) or torque control for controlling the electric motor (27) so that the turning torque of the turning body (3) becomes a target torque. The means (35) is in the speed control state or the torque control state. The integral term is corrected based on the current position and current speed so that the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as a target position when the position control state is switched. To do.

この第5の発明では、制御手段(35)により、旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する積分項を含む位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、第2の発明と同様に、旋回体(3)の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に停止指令のときの位置制御での積分項が補正される。このように旋回体(3)の現在位置及び現在速度を基に位置制御での積分項が補正され、電動モータ(27)の出力トルクが保持されて現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。 In the fifth aspect of the present invention, when the swinging body (3) is commanded to stop by the control means (35), the electric motor ( 3) is set so that the position of the swinging body (3) at the time of change to the stop command becomes the target position. When the position control including the integral term for controlling 27) is other than the stop command, any one of the position control, the speed control, and the torque control targeting the command position of the swing body (3) is performed. As in the second aspect of the invention, when the rotational body (3) is switched from the speed control state or the torque control state to the position control state, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is determined. Based on the current position and current speed, the integral term in the position control at the time of the stop command is corrected so as to be the target position. In this way, the integral term in the position control is corrected based on the current position and current speed of the swivel body (3), and the output torque of the electric motor (27) is maintained so that the current position becomes the target position. Therefore, the operation feeling does not cause a sense of incongruity.

第6の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御(上記積分項を含む位置制御に限定されない)、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、この制御手段(35)は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the drive control device for a revolving structure in which the electric motor (27) is controlled according to the operation position of the operation means (31) to revolve the revolving structure (3), the revolving structure (3 ), The position control including the integral term is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of the change to the stop command becomes the target position. When the command is other than the stop command, the position control (not limited to the position control including the above integral term ) for the command position of the swing body (3), the electric motor so that the swing speed of the swing body (3) becomes the target speed And control means (35) for performing either speed control for controlling (27) or torque control for controlling the electric motor (27) so that the turning torque of the turning body (3) becomes a target torque. The means (35) performs position control in a state that is not a stop command. The integral term is corrected based on the current position and current speed so that the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position when a stop command is issued. Shall.

この第6の発明では、制御手段(35)により、旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、第3の発明と同様に、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から停止指令になったときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に位置制御での積分項が補正される。このように旋回体(3)の現在位置及び現在速度を基に位置制御での積分項が補正され、電動モータ(27)の出力トルクが保持されて現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。 In the sixth aspect of the invention, when the swinging body (3) is commanded to stop by the control means (35), the electric motor (3) is set so that the position of the swinging body (3) at the time of the change to the stop command becomes the target position. When the position control including the integral term for controlling 27) is other than the stop command, any one of the position control, the speed control or the torque control targeting the command position of the swing body (3) is performed. As in the third aspect of the invention, when the stop command is issued from the state where the position control is performed without the stop command, the output torque of the electric motor (27) is held and the current position is set as the target position. Thus, the integral term in the position control is corrected based on the current position and the current speed. In this way, the integral term in the position control is corrected based on the current position and current speed of the swivel body (3), and the output torque of the electric motor (27) is maintained so that the current position becomes the target position. Therefore, the operation feeling does not cause a sense of incongruity.

第7の発明では、上記第1の発明における制御手段(35)は、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置を補正するものとする。   In the seventh invention, the control means (35) in the first invention corrects the target position when the output torque of the electric motor (27) is a certain value or more.

この第7の発明では、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正が行われるので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。   In the seventh aspect of the invention, since the target position is corrected when the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value, the operation feeling is further brought closer to the hydraulic system, and the occurrence of a sense of incongruity is more reliably prevented. can do.

第8の発明では、旋回体(3)は建設車両に備えられたものとし、電動モータ(27)は、旋回体(3)を旋回させる旋回用電動モータとする。   In the eighth invention, the revolving structure (3) is provided in a construction vehicle, and the electric motor (27) is a revolving electric motor for revolving the revolving structure (3).

この第8の発明では、建設車両での旋回体(3)を電動モータ(27)によって駆動する場合に、操作フィーリングに違和感が生じるのを防止することができる。   In the eighth aspect of the invention, when the revolving structure (3) in the construction vehicle is driven by the electric motor (27), it is possible to prevent the operation feeling from feeling uncomfortable.

第9の発明では、上記電動モータ(27)を制動する制動機構が組み合わせられていることを特徴とする。   The ninth invention is characterized in that a braking mechanism for braking the electric motor (27) is combined.

この第9の発明では、例えば旋回体(3)を停止保持する必要がある場合、パーキングブレーキや電動モータ(27)による位置保持に代えて制動機構で位置保持することにより、旋回体(3)に加わる過大な外力によるパーキングブレーキの劣化を防止し、或いは電動モータ(27)で位置保持する場合に必要となる電力も不要になり、省エネルギー化を図りかつ電動モータ(27)の寿命を向上することができる。   In the ninth aspect of the invention, for example, when it is necessary to stop and hold the swing body (3), the position of the swing body (3) is maintained by a braking mechanism instead of the parking brake and the position of the electric motor (27). Prevents the parking brake from deteriorating due to excessive external force applied to the motor, or eliminates the need for electric power when holding the position with the electric motor (27), saving energy and improving the life of the electric motor (27) be able to.

以上説明したように、第1の発明では、操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させる旋回体の駆動制御装置において、旋回体(3)の停止指令のときには、停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を設け、その制御手段(35)は、旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転したときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するようにした。また、第2の発明では、制御手段(35)は、速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するようにした。さらに、第3の発明では、制御手段(35)は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するようにした。また、第4の発明では、制御手段(35)は、旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正することとした。また、第5の発明では、制御手段(35)は、停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための積分項を含む位置制御をするものとし、速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正することとした。さらにまた、第6の発明では、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正することとした。これらの発明によると、油圧によって旋回体(3)を旋回駆動する油圧方式と同様の操作フィーリングを得ることができ、その操作フィーリングの違和感の発生を防止することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, in the drive control device for a swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to swing the swing body (3), When the stop command is (3), position control is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of change to the stop command becomes the target position . A control means (35) for performing any of position control, speed control or torque control targeting the command position of the swing body (3) is provided, and the control means (35) Regardless of the stop command, when the swiveling body (3) is rotated more than a certain angle by the action of external force in the position control state, the current position and current are maintained while maintaining the output torque of the electric motor (27). The target position was corrected based on the speed. In the second invention, the control means (35) retains the output torque of the electric motor (27) when the speed control state or the torque control state is switched to the position control state, and the current position and The target position was corrected based on the current speed. Furthermore, in the third invention, the control means (35) retains the output torque of the electric motor (27) when the stop command is issued from the state where the position control is performed without the stop command. The target position is corrected based on the current position and current speed. In the fourth aspect of the invention, the control means (35) is configured so that the swiveling body (3) is set to a certain angle or more by the action of an external force in the position control state regardless of any stop command or stop command for the swiveling body (3). When the motor rotates and the output torque of the electric motor (27) exceeds a certain value, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position based on the current position and current speed. It was decided to correct the integral term. In the fifth invention, the control means (35) includes an integral term for controlling the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of change to the stop command becomes the target position. The current position shall be controlled so that the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position when switching from the speed control state or torque control state to the position control state. And the integral term was corrected based on the current speed. Furthermore, in the sixth aspect of the invention, when the stop command is issued from the state where the position control is performed without the stop command, the output torque of the electric motor (27) is held and the current position is set as the target position. As described above, the integral term is corrected based on the current position and the current speed. According to these inventions, it is possible to obtain an operation feeling similar to that of the hydraulic system in which the swing body (3) is driven to rotate by hydraulic pressure, and it is possible to prevent an uncomfortable feeling in the operation feeling.

第7の発明によると、第1の発明において、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正を行うようにしたことにより、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。   According to the seventh invention, in the first invention, the target position is corrected when the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value, so that the operation feeling is made closer to the hydraulic system. Occurrence of discomfort can be more reliably prevented.

第8の発明によると、旋回体(3)は建設車両に備えられたものとし、電動モータ(27)は、旋回体(3)を旋回させる旋回用電動モータとしたことにより、建設車両での旋回体(3)を電動モータ(27)によって駆動する場合の操作フィーリングに違和感が生じるのを防止することができる。   According to the eighth invention, the turning body (3) is provided in the construction vehicle, and the electric motor (27) is a turning electric motor for turning the turning body (3). It is possible to prevent an uncomfortable feeling in the operation feeling when the revolving body (3) is driven by the electric motor (27).

第9の発明によると、電動モータ(27)を制動する制動機構を組み合わせたことにより、省エネルギー化及び電動モータ(27)の寿命の向上を図ることができる。   According to the ninth aspect of the invention, by combining a braking mechanism that brakes the electric motor (27), it is possible to save energy and improve the life of the electric motor (27).

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。   Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its application, or its application.

(実施形態1)
図1は建設車両としてのハイブリッドショベル(1)を示し、このハイブリッドショベル(1)は、後述するようにエンジン(21)及び電動モータを備えており、エンジン(21)が専ら発電用にのみ使用されるとともに、走行時や掘削作業時等に必要な動力は全て電動モータの動力に頼る、いわゆるシリーズ方式が採用されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a hybrid excavator (1) as a construction vehicle. The hybrid excavator (1) includes an engine (21) and an electric motor as will be described later, and the engine (21) is used exclusively for power generation. At the same time, a so-called series system is employed in which all of the power required for traveling, excavation work, etc. depends on the power of the electric motor.

上記ハイブリッドショベル(1)は、下部走行体(2)と、該下部走行体(2)の上面に旋回可能に配設された上部旋回体(3)と、該上部旋回体(3)に取り付けられ、掘削作業等を行う掘削作業機(4)とを備えている。また、下部走行体(2)及び上部旋回体(3)は、ハイブリッドショベル(1)の車両本体を構成している。尚、以下の説明では、特に断らない限り「前側」、「後側」、「左側」及び「右側」はそれぞれ下部走行体(2)を基準として前側、後側、左側及び右側を意味する。   The hybrid excavator (1) is attached to the lower swinging body (2), the upper swinging body (3) rotatably disposed on the upper surface of the lower traveling body (2), and the upper swinging body (3). And an excavation work machine (4) for performing excavation work and the like. Further, the lower traveling body (2) and the upper turning body (3) constitute a vehicle body of the hybrid excavator (1). In the following description, unless otherwise specified, “front side”, “rear side”, “left side”, and “right side” mean the front side, the rear side, the left side, and the right side, respectively, with respect to the lower traveling body (2).

上記下部走行体(2)には、走行用のクローラ(5)と、整地作業等を行うためのブレード(6)とが設けられている。そして、下部走行体(2)には、クローラ(5)を駆動するための走行用油圧モータ(15)と、ブレード(6)を駆動するためのブレードシリンダ(16)とが設けられている。   The lower traveling body (2) is provided with a traveling crawler (5) and a blade (6) for performing leveling work and the like. The lower traveling body (2) is provided with a traveling hydraulic motor (15) for driving the crawler (5) and a blade cylinder (16) for driving the blade (6).

上記上部旋回体(3)にはオペレータキャビン(7)が、またその後側及び右側に作動油タンク(8)及びマシンキャブ(9)がそれぞれ配設されている。そして、上部旋回体(3)には、その上部旋回体(3)を減速機(28)(図2参照)を介して旋回駆動するための旋回用電動モータ(27)が設けられている。   An operator cabin (7) is disposed on the upper swing body (3), and a hydraulic oil tank (8) and a machine cab (9) are disposed on the rear side and the right side, respectively. The upper swing body (3) is provided with a turning electric motor (27) for driving the upper swing body (3) through a speed reducer (28) (see FIG. 2).

上記掘削作業機(4)は、基端部が上部旋回体(3)のレボルビングフレーム(図示せず)に回動可能に連結されるブーム(10)と、このブーム(10)の先端部に回動可能に連結されるアーム(11)と、このアーム(11)の先端部に回動可能に連結されるバケット(12)とを有している。そして、掘削作業機(4)には、ブーム(10)を駆動するためのブームシリンダ(17)と、アーム(11)を駆動するためのアームシリンダ(18)と、バケット(12)を駆動するためのバケットシリンダ(19)とが設けられている。   The excavation work machine (4) includes a boom (10) whose base end is rotatably connected to a revolving frame (not shown) of the upper swing body (3), and a tip of the boom (10). It has an arm (11) that is rotatably connected, and a bucket (12) that is rotatably connected to the tip of the arm (11). Then, the excavating machine (4) drives a boom cylinder (17) for driving the boom (10), an arm cylinder (18) for driving the arm (11), and a bucket (12). A bucket cylinder (19) is provided.

上記ブームシリンダ(17)は、一端が上部旋回体(3)に回動可能に支持され、他端であるロッド(17a)先端がブーム(10)の基端部寄りに回動可能に連結されており、伸縮によりブーム(10)を基端部を中心に回動(起伏)させる。   One end of the boom cylinder (17) is rotatably supported by the upper swing body (3), and the tip of the rod (17a) which is the other end is rotatably connected to the base end of the boom (10). The boom (10) is rotated (raised) around the base end by expansion and contraction.

上記アームシリンダ(18)は、一端がブーム(10)の上面に回動可能に支持され、他端であるロッド(18a)先端がアーム(11)に回動可能に連結されており、伸縮によりアーム(11)をブーム(10)との連結軸を中心に回動させる。   One end of the arm cylinder (18) is rotatably supported on the upper surface of the boom (10), and the other end of the rod (18a) is rotatably connected to the arm (11). The arm (11) is rotated around the connecting shaft with the boom (10).

上記バケットシリンダ(19)は、一端がアーム(11)の前面に回動可能に支持され、他端であるロッド(19a)先端がバケット(12)に回動可能に連結されており、伸縮によりバケット(12)をアーム(11)との連結軸を中心に回動させる。   The bucket cylinder (19) has one end rotatably supported on the front surface of the arm (11) and the other end of the rod (19a) is rotatably connected to the bucket (12). The bucket (12) is rotated around the connecting shaft with the arm (11).

図2に示すように、上記ハイブリッドショベル(1)は、上記旋回用電動モータ(27)を制御して上部旋回体(3)の旋回動作を行わせるための駆動制御装置(20)を備えている。尚、ハイブリッドショベル(1)は、この他、図示しないが、上記油圧アクチュエータとしての各種シリンダ(16,17,18,19)や走行用油圧モータ(15)を駆動するための駆動システムを備えている。   As shown in FIG. 2, the hybrid excavator (1) includes a drive control device (20) for controlling the turning electric motor (27) to cause the upper turning body (3) to turn. Yes. In addition, the hybrid excavator (1) includes a drive system for driving various cylinders (16, 17, 18, 19) as the hydraulic actuator and the traveling hydraulic motor (15), although not shown. Yes.

上記駆動制御装置(20)は、電気システムとして、エンジン(21)と、交流発電機(23)と、コンバータ(24)と、バッテリ(26)と、旋回用電動モータ(27)とを備えている。   The drive control device (20) includes, as an electric system, an engine (21), an AC generator (23), a converter (24), a battery (26), and an electric motor for turning (27). Yes.

具体的に、上記交流発電機(23)は、エンジン(21)の出力軸に駆動連結されていて、そのエンジン(21)の駆動によって発電するように構成されている。交流発電機(23)はコンバータ(24)に電気的に接続されている。つまり、交流発電機(23)で発生した交流電力は、コンバータ(24)で直流電力に変換される。バッテリ(26)は、コンバータ(24)との接続ラインに電気的に接続され、充放電するように構成されている。コントローラ(30)は、バッテリ(26)(コンバータ(24))に電気的に接続され、直流電力が供給される。図2中、(29)は上部旋回体(3)を停止保持するためのパーキングブレーキである。   Specifically, the AC generator (23) is drivingly connected to the output shaft of the engine (21), and is configured to generate electric power by driving the engine (21). The alternator (23) is electrically connected to the converter (24). That is, the AC power generated by the AC generator (23) is converted into DC power by the converter (24). The battery (26) is electrically connected to a connection line with the converter (24), and is configured to charge and discharge. The controller (30) is electrically connected to the battery (26) (converter (24)) and supplied with DC power. In FIG. 2, (29) is a parking brake for stopping and holding the upper swing body (3).

上記上部旋回体(3)を旋回させる旋回用電動モータ(27)は上記コントローラ(30)によって制御される。このコントローラ(30)には、上記オペレータキャビン(7)内に設けられた操作装置(31)(操作手段)からの操作信号と、上記旋回用電動モータ(27)の回転量を検出するパルス発生器(32)の出力信号とが少なくとも入力されている。操作装置(31)は上位装置(33)を介してコントローラ(30)に接続されている。操作装置(31)は、オペレータキャビン(7)内でオペレータ(作業者)が上部旋回体(3)を旋回させるために操作するもので、例えば操作レバー(31a)を有し、この操作レバー(31a)の操作位置に応じて上部旋回体(3)が旋回又は停止し、例えば操作レバー(31a)が左右中央の中立位置にあるときには、上部旋回体(3)の旋回が停止し、操作レバー(31a)が左側に倒し操作されたときには上部旋回体(3)が左旋回し、右側に倒し操作されたときには上部旋回体(3)が右旋回する。   The turning electric motor (27) for turning the upper turning body (3) is controlled by the controller (30). This controller (30) generates an operation signal from an operating device (31) (operating means) provided in the operator cabin (7) and a pulse to detect the amount of rotation of the electric motor for turning (27). And at least the output signal of the device (32). The operating device (31) is connected to the controller (30) via the host device (33). The operation device (31) is operated by an operator (operator) to turn the upper swing body (3) in the operator cabin (7), and has, for example, an operation lever (31a). The upper swing body (3) turns or stops according to the operation position of 31a). For example, when the operation lever (31a) is in the neutral position at the center of the left and right, the upper swing body (3) stops turning and the operation lever When (31a) is tilted to the left, the upper swing body (3) turns left, and when it is tilted to the right, the upper swing body (3) turns right.

上記コントローラ(30)においては、例えば速度制御の場合、上記操作装置(31)の操作信号による操作位置から、上部旋回体(3)を旋回させる旋回用電動モータ(27)の目標速度を算出するとともに、その目標速度と、パルス発生器(32)からの出力信号による電動モータ(27)の実際の回転速度との速度偏差を求め、この速度偏差に対するモータ出力トルクの関数に基づいて電動モータ(27)の出力トルクを求めて、該出力トルクで上部旋回体(3)を制御するようになっている。   In the controller (30), for example, in the case of speed control, the target speed of the turning electric motor (27) for turning the upper turning body (3) is calculated from the operation position based on the operation signal of the operating device (31). In addition, a speed deviation between the target speed and the actual rotational speed of the electric motor (27) based on the output signal from the pulse generator (32) is obtained, and the electric motor ( The output torque of 27) is obtained, and the upper swing body (3) is controlled by the output torque.

次に、上記コントローラ(30)において、電動モータ(27)の出力トルクを求めて該トルクを電動モータ(27)に出力する処理動作について図3により説明する。図4はその処理動作に関する制御ブロック図である。   Next, the processing operation for obtaining the output torque of the electric motor (27) in the controller (30) and outputting the torque to the electric motor (27) will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a control block diagram relating to the processing operation.

最初のステップS1では、上部旋回体(3)を停止させる停止指令状態にあるかどうかを判定する。この停止指令状態の有無の判断は、例えば上記操作装置(31)が中立位置にあること等によって行われる。判定が「停止指令なし」のNOのときには、ステップS2に進み、上部旋回体(3)の現在位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行っているかどうかを判定する。この判定がYESのときにはステップS4に進むが、NOのときには、上部旋回体(3)に対する制御状態が非位置制御状態、つまり上部旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)の回転速度を制御する速度制御、又は上部旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)の出力トルクを制御するトルク制御のいずれかにあると判断し、ステップS10に進む。   In the first step S1, it is determined whether or not there is a stop command state for stopping the upper swing body (3). The determination of the presence / absence of the stop command state is made, for example, when the operating device (31) is in a neutral position. When the determination is “no stop command” NO, the process proceeds to step S2 to determine whether or not the position control for controlling the electric motor (27) is performed so that the current position of the upper swing body (3) becomes the target position. To do. If this determination is YES, the process proceeds to step S4. If NO, the electric motor is controlled so that the control state for the upper swing body (3) is the non-position control state, that is, the swing speed of the upper swing body (3) is the target speed. It is determined that either the speed control for controlling the rotational speed of (27) or the torque control for controlling the output torque of the electric motor (27) so that the turning torque of the upper swing body (3) becomes the target torque. The process proceeds to step S10.

一方、ステップS1の判定が「停止指令有り」のYESのときには、ステップS3において、上記上部旋回体(3)の停止指令状態は、その変更がなされた直後の状態であるかどうか、つまり停止指令以外から停止指令に切り換わったかどうかを判定する。この判定が「変更直後である」のYESのときにはステップS7に、また「変更直後でない」NOのときにはステップS4にそれぞれ進む。   On the other hand, if the determination in step S1 is “stop command present” YES, in step S3, whether or not the stop command state of the upper swing body (3) is the state immediately after the change is made, that is, the stop command. It is determined whether the command has been switched to a stop command from other than. When this determination is YES, “immediately after the change”, the process proceeds to step S7, and when it is “not immediately after change”, the process proceeds to step S4.

上記ステップS4では、パルス発生器(32)の出力信号に基づいて求められた上部旋回体(3)の実際の位置と、その目標位置との偏差である位置偏差を算出する。この目標位置は、例えば操作装置(31)が中立位置になって停止指令となったときに初期値が設定される。次のステップS5では、上記算出された位置偏差が一定値以上であるかどうかを判定する。この判定がNOであるときにはそのままステップS10に進むが、判定がYESであるときには、ステップS6に進み、今度は電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上であるかどうかを判定する(これらステップS5,S6の判定に伴う切換えは、図4に示す制御ブロック図の「切換器」で行う)。また、この電動モータ(27)の出力トルクは、上記パルス発生器(32)の単位時間当たりの出力パルス数、及び出力パルス数の積算値に基づいて求められる。   In step S4, a position deviation, which is a deviation between the actual position of the upper swing body (3) obtained based on the output signal of the pulse generator (32) and its target position, is calculated. This target position is set to an initial value when, for example, the operating device (31) becomes a neutral position and a stop command is issued. In the next step S5, it is determined whether or not the calculated position deviation is a certain value or more. When this determination is NO, the process proceeds to step S10 as it is, but when the determination is YES, the process proceeds to step S6, and it is determined whether or not the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value (these steps). The switching associated with the determinations in S5 and S6 is performed by the “switcher” in the control block diagram shown in FIG. The output torque of the electric motor (27) is obtained based on the number of output pulses per unit time of the pulse generator (32) and the integrated value of the number of output pulses.

上記ステップS6でNOと判定されると、そのまま上記ステップS10に進む一方、YESと判定されたときには、ステップS7において、上部旋回体(3)の現在位置からの目標位置補正量ΔPosを算出し、次のステップS8において、上記目標位置補正量ΔPosを現在位置に加えて新たな目標位置(補正目標位置)を決定する。   If NO is determined in step S6, the process proceeds to step S10 as it is. If YES is determined, a target position correction amount ΔPos from the current position of the upper swing body (3) is calculated in step S7. In the next step S8, the target position correction amount ΔPos is added to the current position to determine a new target position (corrected target position).

すなわち、電動モータ(27)の出力トルクTは、以下の式(1)から算出することができる。Kpは位置制御比例ゲイン、Kvは速度制御比例ゲイン、Velは電動モータ(27)の回転速度である。   That is, the output torque T of the electric motor (27) can be calculated from the following equation (1). Kp is a position control proportional gain, Kv is a speed control proportional gain, and Vel is a rotation speed of the electric motor (27).

T={(目標位置−現在位置)×Kp−Vel}×Kv …(1)
そして、この式(1)に基づき、現在の出力トルクTを保持するために目標位置を以下のように決定する。
T = {(target position−current position) × Kp−Vel} × Kv (1)
And based on this Formula (1), in order to hold | maintain the present output torque T, a target position is determined as follows.

目標位置=現在位置+{(T/Kv)+Vel}/Kp …(2)
このことで、目標位置補正量ΔPosは、
ΔPos={(T/Kv)+Vel}/Kp …(3)
となる。また、図4に示す制御ブロック図において、「目標位置補正」の処理は上記式(2)で行っている。尚、上記補正量の算出は、その他の制御方式、例えばPID制御等でも同様に算出できる。
Target position = current position + {(T / Kv) + Vel} / Kp (2)
Thus, the target position correction amount ΔPos is
ΔPos = {(T / Kv) + Vel} / Kp (3)
It becomes. In the control block diagram shown in FIG. 4, the “target position correction” process is performed by the above equation (2). The correction amount can be calculated in the same manner by other control methods such as PID control.

上記ステップS8の後のステップS9では、再度位置偏差を算出し、ステップS10においてモータ出力トルクTを例えば油圧モデルによって算出する。ステップS11では、モータ出力トルクが最大トルクを超えないようにするトルク制限処理を行い、ステップS12においてモータ出力トルクを旋回用電動モータ(27)に出力して旋回用電動モータ(27)をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御し、しかる後に終了する。   In step S9 after step S8, the position deviation is calculated again, and in step S10, the motor output torque T is calculated by, for example, a hydraulic model. In step S11, a torque limiting process is performed so that the motor output torque does not exceed the maximum torque. In step S12, the motor output torque is output to the turning electric motor (27) to output the turning electric motor (27). The current is controlled so that the torque becomes the motor output torque, and then the process ends.

そして、この実施形態では、上記ステップS1〜S12の機能により制御手段(35)が構成され、この制御手段(35)は、旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の上部旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体(3)の指令位置を目標とする位置制御、上部旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)の回転速度を制御する速度制御、又は上部旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)の回転トルクを制御するトルク制御のいずれかを行う。 And in this embodiment, a control means (35) is comprised by the function of said step S1-S12, and when this control means (35) is a stop command of a turning body (3), it is at the time of the change to the stop command. the one position of the upper swing body (3) performs position control for controlling the electric motor (27) so that the target position, when a non stop command, position control of a target command position of the swing body (3) , Speed control for controlling the rotational speed of the electric motor (27) so that the turning speed of the upper turning body (3) becomes the target speed, or the electric motor so that the turning torque of the upper turning body (3) becomes the target torque One of the torque controls for controlling the rotational torque of (27) is performed.

また、ステップS1〜S8により、制御手段(35)は、旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により上部旋回体(3)が一定角度以上に回転して位置偏差が一定値以上になったとき、上記上部旋回体(3)の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったとき、又は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったとき、そのいずれにおいても、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度Velを基に目標位置を補正するように構成されている。 Moreover, by means of steps S1 to S8, the control means (35) allows the upper swing body (3) to move beyond a certain angle by the action of external force in the position control state, regardless of the stop command or stop command of the swing body (3). When the position deviation exceeds a certain value, the position control is performed when the upper revolving structure (3) is switched from the speed control state or the torque control state to the position control state, or when the stop command is not issued. When any stop command is issued from the current state, the target position is corrected based on the current position and the current speed Vel while maintaining the output torque of the electric motor (27). Has been.

さらに、ステップS6により、制御手段(35)は、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正を行うようになっている。   Further, at step S6, the control means (35) corrects the target position when the output torque of the electric motor (27) is a certain value or more.

−上部旋回体の旋回制御動作−
上部旋回体(3)のオペレータキャビン(7)においてオペレータが操作装置(31)の例えば操作レバー(31a)を操作することで、上部旋回体(3)が旋回する。具体的には、操作装置(31)からの操作信号がコントローラ(30)に入力され、このコントローラ(30)において、(A)上部旋回体(3)の停止時に現在位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御が行われている状態で、外力の作用により上部旋回体(3)が一定角度以上に回転して位置偏差が一定値以上になり、かつ出力トルクが一定値以上であるときの「ショベル停止時の外力による強制回転時」、(B)上部旋回体(3)に対する制御状態が、上部旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は上部旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかから位置制御状態に切り換わった「制御方式変更時」、及び、(C)停止指令以外から停止指令に切り換わった「位置制御状態での停止指令への変更時」には、上部旋回体(3)の目標位置が補正目標値に設定される。
-Swing control operation of upper swing body-
When the operator operates, for example, the operation lever (31a) of the operating device (31) in the operator cabin (7) of the upper swing body (3), the upper swing body (3) rotates. Specifically, an operation signal from the operating device (31) is input to the controller (30), and in this controller (30), (A) when the upper swing body (3) is stopped, the current position becomes the target position. In the state where the position control for controlling the electric motor (27) is performed, the upper swing body (3) rotates more than a certain angle by the action of external force, the position deviation becomes more than a certain value, and the output torque is “When forced excavation by external force when the excavator is stopped” when it is above a certain value, (B) The control state for the upper swing body (3) is electric so that the swing speed of the upper swing body (3) becomes the target speed. "Control that switches from position control to either speed control to control the motor (27) or torque control to control the electric motor (27) so that the turning torque of the upper swing body (3) becomes the target torque""Changingmethod" and (C) The switched to the stop command from the non-stop command "when changing from a stop command in the position control state", the target position of the upper swing body (3) is set in the correction target value.

より詳しくは、上記強制回転時(A)は、停止指令のときの位置制御中、ハイブリッドショベル(1)が外力により強制旋回させられたとき、及び、停止指令以外にあるときの位置制御中、同様にハイブリッドショベル(1)が外力により強制旋回させられたときである。   More specifically, during the forced rotation (A), during position control at the time of a stop command, when the hybrid excavator (1) is forced to turn by an external force, and during position control at a time other than the stop command, Similarly, the hybrid excavator (1) is forcedly turned by an external force.

また、上記制御方式変更時(B)は、ハイブリッドショベル(1)の上部旋回体(3)が旋回中、停止指令以外から停止指令に切り換えられることにより、トルク制御又は速度制御から位置制御に切り換わったとき、及び、ハイブリッドショベル(1)の上部旋回体(3)が旋回停止中、同様に停止指令以外から停止指令に切り換えられることにより、トルク制御又は速度制御から位置制御に切り換わったときである。   Also, when the control method is changed (B), the upper swing body (3) of the hybrid excavator (1) is switched from torque control or speed control to position control by switching from a stop command to a stop command while turning. When switching, and when the upper revolving structure (3) of the hybrid excavator (1) is stopped from turning, and when switching from torque control or speed control to position control by switching from a stop command to a stop command. It is.

さらに、位置制御状態での操作位置の変更時(C)は、停止指令以外にして位置制御を行っている状態、及び停止指令にして位置制御を行っている状態において、ハイブリッドショベル(1)の上部旋回体(3)が旋回中、停止指令以外から停止指令にしたとき、及び、上部旋回体(3)が旋回停止中、同様に停止指令以外から停止指令にしたときである。   Further, when the operation position is changed in the position control state (C), the hybrid excavator (1) is in a state where the position control is performed in addition to the stop command and in the state where the position control is performed using the stop command. This is a time when the upper swing body (3) makes a stop command other than the stop command while turning, and also when the upper swing body (3) makes a stop command from other than the stop command when the upper swing body (3) stops turning.

そして、上部旋回体(3)の目標位置の補正制御では、上部旋回体(3)の現在位置からの目標位置補正量ΔPosが算出され、この目標位置補正量ΔPosが現在位置に加えられて新たな目標位置が式(2)により決定される。   In the correction control of the target position of the upper swing body (3), the target position correction amount ΔPos from the current position of the upper swing body (3) is calculated, and this target position correction amount ΔPos is added to the current position to newly A target position is determined by equation (2).

しかる後、モータ出力トルクTが算出され、このモータ出力トルクに対するトルク制限処理が行われた後に、モータ出力トルクが旋回用電動モータ(27)に出力されて該モータ(27)をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御される。   Thereafter, the motor output torque T is calculated, and after the torque limiting process for the motor output torque is performed, the motor output torque is output to the turning electric motor (27), and the motor (27) is output with the output torque. The current is controlled so that the motor output torque is obtained.

−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態においては、停止指令にあるときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御が行われ、その位置制御状態で、外力の作用により上部旋回体(3)が一定角度以上に回転したときに、電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が決定される。そのため、電動モータ(27)の位置保持トルクよりも大きい外力が加わって電動モータ(27)が強制的に回転させられた後に上部旋回体(3)が旋回前の元の位置に戻るようなことはなく、操作フィーリングの違和感が生じない。
-Effect of Embodiment 1-
Therefore, in this embodiment, when there is a stop command, position control is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of change to the stop command becomes the target position, In the position control state, when the upper swing body (3) rotates more than a certain angle by the action of external force, the target position is based on the current position and current speed while maintaining the output torque of the electric motor (27). Is determined. Therefore, after the external motor greater than the position holding torque of the electric motor (27) is applied and the electric motor (27) is forcibly rotated, the upper swing body (3) returns to the original position before the turn. There is no uncomfortable feeling of operation.

すなわち、ショベル停止時の外力による強制回転時について説明すると、図5(a)に示すように、ハイブリッドショベル(1)が石等に当たって反力(外力)を受けたとき、その反力により上部旋回体(3)に例えば図5で時計回り方向のトルクが加わり、そのトルクがモータトルク以上になると、図5(b)に示すように上部旋回体(3)が同方向(右方向)に回転させられる。その後、外力がなくなると、上部旋回体(3)の目標位置の補正のない場合には、位置制御により、図5(c)に一点鎖線にて示すように当初の位置(強制回転前の元の位置)に戻ることになるが、この実施形態においては、上部旋回体(3)の目標位置が補正されるので、図5に実線にて示すように、その補正後の目標位置に移動するように位置制御される。   That is, forcibly rotating due to external force when the excavator is stopped, as shown in FIG. 5 (a), when the hybrid excavator (1) hits a stone or the like and receives a reaction force (external force), it turns upward by the reaction force. For example, when clockwise torque in FIG. 5 is applied to the body (3) and the torque exceeds the motor torque, the upper swing body (3) rotates in the same direction (right direction) as shown in FIG. 5 (b). Be made. After that, when the external force is lost, if there is no correction of the target position of the upper swing body (3), the initial position (the original position before the forced rotation) is indicated by the position control, as shown by the one-dot chain line in FIG. In this embodiment, since the target position of the upper swing body (3) is corrected, as shown by the solid line in FIG. 5, it moves to the corrected target position. The position is controlled as follows.

そのとき、上記補正する目標位置を強制回転後の現在位置(図5(c)に破線にて示す位置)に決定した場合、目標位置が現在位置となり、上記式(1)により電動モータ(27)の出力トルクTがT=0となって急激に変化し、ショックが発生する。これに対し、本実施形態では、目標位置を強制回転後の現在位置と異なる位置(図5(c)の実線に示すように、強制回転後の現在位置よりも強制回転前の元の位置側にずれた位置)に決定するので、上記出力トルクの変化を防止することができる。このことによって、電動モータ(27)の出力トルクを保持するように目標位置が補正されることとなり、操作フィーリングの違和感の招来を防ぐことができる。   At this time, when the target position to be corrected is determined to be the current position after forced rotation (the position indicated by the broken line in FIG. 5C), the target position becomes the current position, and the electric motor (27 ) Output torque T becomes T = 0 and changes abruptly, causing a shock. On the other hand, in the present embodiment, the target position is different from the current position after the forced rotation (as indicated by the solid line in FIG. 5C), the original position before the forced rotation with respect to the current position after the forced rotation. Therefore, the change in the output torque can be prevented. As a result, the target position is corrected so as to maintain the output torque of the electric motor (27), and an uncomfortable feeling of operation feeling can be prevented.

また、上記上部旋回体(3)の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときにも、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が決定される。また、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときにも、同様に、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が決定される。これらの場合においても、操作フィーリングの違和感を招くことはない。   Also, when the upper swing body (3) is switched from the speed control state or torque control state to the position control state, the current position and current speed are maintained while maintaining the output torque of the electric motor (27). Based on this, the target position is determined. Similarly, when the position control is performed without the stop command, when the stop command is issued, similarly, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position and the current speed are maintained. The target position is determined. Even in these cases, there is no sense of discomfort in the operation feeling.

さらに停止指令中、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正を行うので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。   In addition, during the stop command, the target position is corrected when the output torque of the electric motor (27) is above a certain value, so that the operation feeling can be made even closer to the hydraulic system to further prevent the occurrence of a sense of incongruity. it can.

(実施形態2)
図6及び図7は本発明の実施形態2を示し(尚、図1〜図5と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、上記実施形態1では、速度制御ループのP制御を行っているのに対し、速度制御ループのPI制御に制御方式を適用したものである。
(Embodiment 2)
6 and 7 show a second embodiment of the present invention (note that the same parts as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted). In the first embodiment, the speed control is performed. Whereas the P control of the loop is performed, the control method is applied to the PI control of the speed control loop.

すなわち、この実施形態においては、コントローラ(30)での電動モータ(27)に対する処理動作は図6に示すように行われる。図7はその処理動作に関する制御ブロック図である。   That is, in this embodiment, the processing operation for the electric motor (27) in the controller (30) is performed as shown in FIG. FIG. 7 is a control block diagram relating to the processing operation.

まず、ステップS21では、操作装置(31)が中立位置にあるか否かを判定する。この判定が「非中立位置」のNOのときには、ステップS22に進み、上部旋回体(3)の現在位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行っているかどうかを判定する。この判定がYESのときにはステップS24に進むが、NOのときには、上部旋回体(3)に対する制御状態が非位置制御状態、つまり上部旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)の回転速度を制御する速度制御、又は上部旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)の出力トルクを制御するトルク制御のいずれかにあると判断し、ステップS29に進む。   First, in step S21, it is determined whether or not the operating device (31) is in a neutral position. When this determination is NO at “non-neutral position”, the process proceeds to step S22 to determine whether or not position control for controlling the electric motor (27) is performed so that the current position of the upper swing body (3) becomes the target position. judge. If this determination is YES, the process proceeds to step S24, but if NO, the electric motor is controlled so that the control state for the upper swing body (3) is the non-position control state, that is, the swing speed of the upper swing body (3) is the target speed. It is determined that either the speed control for controlling the rotational speed of (27) or the torque control for controlling the output torque of the electric motor (27) so that the turning torque of the upper swing body (3) becomes the target torque. The process proceeds to step S29.

一方、ステップS21の判定が「中立位置」のYESのときには、ステップS23において、上部旋回体(3)の停止指令の変更がなされた直後の状態であるかどうか、つまり停止指令以外から停止指令に切り換わったかどうかを判定する。この判定が「変更直後である」のYESのときにはステップS27に、また「変更直後でない」NOのときにはステップS24にそれぞれ進む。   On the other hand, when the determination in step S21 is “neutral position”, in step S23, whether or not the stop command for the upper-part turning body (3) has been changed, that is, the stop command is changed from other than the stop command. Determine whether it has switched. When this determination is YES, “immediately after change”, the process proceeds to step S27, and when it is “not immediately after change”, NO, the process proceeds to step S24.

ステップS24では、パルス発生器(32)の出力信号に基づいて求められた上部旋回体(3)の実際の位置と、その目標位置との偏差である位置偏差を算出する。この目標位置は、例えば操作装置(31)が中立位置になって停止指令となったときに初期値が設定される。次のステップS25では、上記算出された位置偏差が一定値以上であるかどうかを判定し、この判定がNOであるときにはそのままステップS29に進むが、判定がYESであるときには、ステップS26に進み、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上であるかどうかを判定する(これらステップS25,S26の判定に伴う切換えは、図7に示す制御ブロック図の「切換器」で行う)。   In step S24, a position deviation which is a deviation between the actual position of the upper swing body (3) obtained based on the output signal of the pulse generator (32) and its target position is calculated. This target position is set to an initial value when, for example, the operating device (31) becomes a neutral position and a stop command is issued. In the next step S25, it is determined whether or not the calculated positional deviation is equal to or greater than a certain value. If this determination is NO, the process proceeds directly to step S29, but if the determination is YES, the process proceeds to step S26. It is determined whether or not the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value (the switching associated with the determinations in steps S25 and S26 is performed by the “switcher” in the control block diagram shown in FIG. 7).

上記ステップS26でNOと判定されると、そのまま上記ステップS29に進む一方、YESと判定されたときには、ステップS27において、上部旋回体(3)に駆動連結された電動モータ(27)の出力トルクを決定するための積分項補正値を算出し、次のステップS28で当該積分項補正値を新たな積分項として決定する。   If NO is determined in step S26, the process proceeds to step S29 as it is. If YES is determined, in step S27, the output torque of the electric motor (27) drivingly connected to the upper swing body (3) is increased. An integral term correction value for determination is calculated, and in the next step S28, the integral term correction value is determined as a new integral term.

すなわち、速度制御ループの積分項を用いたとき、電動モータ(27)の出力トルクTは、以下の式(4)から算出することができる。Kvは速度制御比例ゲイン、Tiは速度制御積分時定数、fbIは積分項、Verrは速度偏差である。   That is, when using the integral term of the speed control loop, the output torque T of the electric motor (27) can be calculated from the following equation (4). Kv is a speed control proportional gain, Ti is a speed control integration time constant, fbI is an integral term, and Verr is a speed deviation.

T=(Verr+fbI×Ti)×Kv …(4)
そして、この式(4)に基づき、現在位置を目標位置として、かつ、現在の出力トルクTを保持するために積分項補正値△fbIを以下のように決定する。Velは電動モータ(27)の回転速度である。
T = (Verr + fbI × Ti) × Kv (4)
Based on the equation (4), the integral term correction value ΔfbI is determined as follows in order to maintain the current output torque T with the current position as the target position. Vel is the rotational speed of the electric motor (27).

△fbI=(T/Kv+Vel)/Ti …(5)
上記算出式は図7に示す制御ブロック図での「積分項補正」に対応し、停止指令変更直後の判定は同ブロック図の「切換器」に対応しており、その切換器が停止指令変更直後と判断した場合は積分項補正値を積分項とする。
ΔfbI = (T / Kv + Vel) / Ti (5)
The above calculation formula corresponds to “integral term correction” in the control block diagram shown in FIG. 7, and the determination immediately after the change of the stop command corresponds to “switch” in the same block diagram. If it is determined immediately after, the integral term correction value is taken as the integral term.

上記ステップS28の後のステップS29では、モータ出力トルクTを算出する。次のステップS30では、モータ出力トルクが最大トルクを超えないようにするトルク制限処理を行い、ステップS31においてモータ出力トルクを旋回用電動モータ(27)に出力して旋回用電動モータ(27)をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御し、しかる後に終了する。   In step S29 after step S28, the motor output torque T is calculated. In the next step S30, a torque limiting process is performed so that the motor output torque does not exceed the maximum torque. In step S31, the motor output torque is output to the turning electric motor (27) to turn the turning electric motor (27). The current is controlled so that the output torque becomes the motor output torque, and then the process ends.

そして、この実施形態では、上記ステップS21〜S31の機能により制御手段(35)が構成され、この制御手段(35)は、旋回体(3)の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、上記積分項を含む位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う。 And in this embodiment, a control means (35) is comprised by the function of said step S21-S31, and when this control means (35) is a stop command of a turning body (3), it is at the time of the change to the stop command. The position control including the integral term is performed to control the electric motor (27) so that the position of the revolving body (3) becomes the target position. Speed control for controlling the electric motor (27) so that the turning speed of the revolving structure (3) becomes the target speed, or control the electric motor (27) so that the turning torque of the revolving structure (3) becomes the target torque. Perform either torque control.

また、ステップS21〜S28により、制御手段(35)は、上記上部旋回体(3)の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったとき、又は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったとき、そのいずれにおいても、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとされている。   In addition, in steps S21 to S28, the control means (35) performs the position control when the upper swing body (3) is switched from the speed control state or the torque control state to the position control state, or in a state where it is not a stop command. When a stop command is issued from the current state, in either case, the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position based on the current position and current speed. The integral term is to be corrected.

さらに停止指令中、ステップS26により、制御手段(35)は、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに位置制御での積分項を補正するようになっている。   Further, during the stop command, in step S26, the control means (35) corrects the integral term in the position control when the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value.

その他の構成は実施形態1と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

−上部旋回体の旋回制御動作−
操作装置(31)からの操作信号がコントローラ(30)に入力され、このコントローラ(30)において、(A)上部旋回体(3)の停止時に現在位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御が行われている状態で、外力の作用により上部旋回体(3)が一定角度以上に回転して位置偏差が一定値以上になり、かつ出力トルクが一定値以上であるときの「ショベル停止時の外力による強制回転時」、(B)上部旋回体(3)に対する制御状態が、上部旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は上部旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかから位置制御状態に切り換わった「制御方式変更時」、及び、(C)停止指令以外から停止指令に切り換わった「位置制御状態での停止指令への変更時」には、上部旋回体(3)の現在位置が目標位置となるように積分項が補正される。これらの強制回転時(A)、制御方式変更時(B)及び位置制御状態での停止指令への変更時(C)は実施形態1と同様である。
-Swing control operation of upper swing body-
An operation signal from the operating device (31) is input to the controller (30). In the controller (30), (A) the electric motor (27) so that the current position becomes the target position when the upper swing body (3) is stopped. ), The upper swing body (3) is rotated by a certain angle or more by the action of an external force, the positional deviation becomes a certain value or more, and the output torque is a certain value or more. When “Forced rotation due to external force when excavator is stopped”, (B) Control state for upper revolving structure (3) is to turn electric motor (27) so that turning speed of upper revolving structure (3) becomes the target speed. "When the control method is changed" when switching from the speed control to control or the torque control to control the electric motor (27) so that the turning torque of the upper turning body (3) becomes the target torque, And (C) Other than stop command Switched to al stop command "when changing from a stop command in the position control state", the integral term is corrected so that the current position of the upper swing body (3) is the target position. These forced rotation (A), control system change (B), and change to a stop command in the position control state (C) are the same as in the first embodiment.

そして、上記電動モータ(27)の出力トルクの算出に当たり、停止指令変更直後の場合、その出力トルクを現在の出力トルクに保持するための積分項補正値ΔfbIが式(5)により算出され、その算出された積分項補正値ΔfbIが積分項fbIとなって新たな積分項が決定され、この新たな積分項に基づいて電動モータ(27)の出力トルクが算出される。しかる後、このモータ出力トルクに対するトルク制限処理が行われた後に、モータ出力トルクが旋回用電動モータ(27)に出力されて該モータ(27)をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御される。   Then, in calculating the output torque of the electric motor (27), in the case immediately after changing the stop command, an integral term correction value ΔfbI for maintaining the output torque at the current output torque is calculated by the equation (5), The calculated integral term correction value ΔfbI becomes the integral term fbI to determine a new integral term, and the output torque of the electric motor (27) is calculated based on this new integral term. Thereafter, after the torque limiting process for the motor output torque is performed, the motor output torque is output to the electric motor for turning (27), and the motor (27) is supplied with current so that the output torque becomes the motor output torque. Be controlled.

−実施形態2の効果−
この実施形態の場合、旋回体(3)の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったとき、又は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から停止指令になったとき、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に停止指令における位置制御での積分項が補正されるので、電動モータ(27)の出力トルクが保持されて現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。
-Effect of Embodiment 2-
In the case of this embodiment, when the revolving body (3) is switched from the speed control state or torque control state to the position control state, or when the stop command is issued from the state where the position control is performed without being the stop command. The integral term in the position control in the stop command is corrected based on the current position and the current speed so that the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position. Since the position is controlled so that the output torque of (27) is maintained and the current position becomes the target position, there is no sense of incongruity in the operation feeling.

また停止指令中の位置制御での積分項の補正は電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに行われるので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。 In addition, the integral term in position control during the stop command is corrected when the output torque of the electric motor (27) is above a certain value. Can be prevented.

(その他の実施形態)
尚、上記実施形態において、旋回用電動モータ(27)を制動する油圧式、空気式、機械式等の制動機構を組み合わせることもできる。具体的には、図示しないが、この制動機構は例えばモータ(27)と減速機(28)との間に、両者を駆動連結する連結軸の回転を制動する機構として設けられる。このような制動機構を設けることで、省エネルギー化を図りかつ電動モータ(27)の寿命を向上することができる。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, a hydraulic, pneumatic, mechanical, etc. braking mechanism for braking the electric motor (27) for turning can be combined. Specifically, although not shown, this braking mechanism is provided, for example, as a mechanism for braking the rotation of the connecting shaft that drives and connects the motor (27) and the speed reducer (28). By providing such a braking mechanism, it is possible to save energy and improve the life of the electric motor (27).

すなわち、ショベルの旋回モータが油圧モータの場合、上部旋回体が旋回していなくて作業中にパーキングブレーキを解除している状態では、旋回外力に対して動力の入力がなくてもリリーフ圧相当までの抵抗力を油圧モータが持っている。これに対し、ショベルの旋回モータを油圧モータから電動モータ(27)に変えたとき、その電動モータ(27)で同じことをするには、外部から電流を流して抵抗トルクを発生させてやらねばならない。また、その旋回外力が変化するときは電流を調節しないと意図した停止位置を保持することができない。さらに、押付堀削時は旋回体(3)に旋回トルクを発生させ続ける必要がある。このため、電動モータ(27)に電流を流し続ける必要があり、発熱により損失が発生する。   In other words, when the excavator's turning motor is a hydraulic motor, the upper turning body is not turning, and the parking brake is released during work. The hydraulic motor has the resistance force. On the other hand, when the excavator's turning motor is changed from a hydraulic motor to an electric motor (27), in order to do the same with the electric motor (27), current must be passed from outside to generate resistance torque. Don't be. Further, when the turning external force changes, the intended stop position cannot be maintained unless the current is adjusted. Furthermore, it is necessary to continue generating the turning torque in the turning body (3) during the pressing excavation. For this reason, it is necessary to keep an electric current flowing through the electric motor (27), and a loss occurs due to heat generation.

また、パーキングブレーキ(29)をかけて強制的に旋回体(3)を位置保持することもできるが、そのブレーキトルク以上の過大な外力が旋回体(3)にかかったときには、パーキングブレーキ(29)の破損や鳴きが発生する。   The revolving body (3) can be forced to hold the position by applying the parking brake (29), but when an excessive external force exceeding the brake torque is applied to the revolving body (3), the parking brake (29 ) Is damaged or squealed.

そこで、旋回用電動モータ(27)を制動する制動機構を電動モータ(27)とは別に設け、その制動機構によって、旋回外力に対する抵抗力を発生させるようにすることで、パーキングブレーキ(29)を損傷し難くして、そのことによるブレーキ劣化を防止するとともに、電動モータ(27)に大電流を供給することを不要にし、よって省エネルギー化を図りかつ電動モータ(27)の高寿命化を図ることができる。   Therefore, a braking mechanism for braking the turning electric motor (27) is provided separately from the electric motor (27), and the parking brake (29) is provided by generating a resistance force against the turning external force by the braking mechanism. To prevent damage to the brake and prevent deterioration of the brake, making it unnecessary to supply a large current to the electric motor (27), thus saving energy and extending the life of the electric motor (27). Can do.

また、上記実施形態では、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上であるときに、上部旋回体(3)の目標位置の補正制御、又は位置制御での積分項の補正を行うようにしているが、この電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上であるときに限定する必要はない。また、上記ショベル停止時の外力による強制回転時(A)、制御方式変更時(B)、又は位置制御状態での停止指令への変更時(C)のいずれか1つの状況下で上部旋回体(3)の目標位置の補正制御を、また上記ショベル停止時の外力による強制回転時(A)、制御方式変更時(B)又は位置制御状態での停止指令への変更時(C)のいずれか1つの状況下で位置制御での積分項の補正をそれぞれ行うようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, when the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value, the correction of the target position of the upper swing body (3) or the integral term in the position control is performed. However, it is not necessary to limit the output torque of the electric motor (27) to a certain value or more. In addition, the upper swing body under any one of the conditions of forced rotation by external force when the excavator is stopped (A), control method change (B), or change to stop command in position control state (C) The target position correction control in (3) is either during forced rotation by external force when the excavator is stopped (A), when the control method is changed (B), or when the command is changed to a stop command in the position control state (C) Alternatively, the correction of the integral term in the position control may be performed under one situation.

さらに、上記実施形態では、ハイブリットショベル(1)の上部旋回体(3)を制御するようにしているが、本発明は、この上部旋回体(3)に限定されず、他の建設車両や一般の旋回体を電動モータによって駆動する場合にも適用することができる。   Furthermore, in the above embodiment, the upper swing body (3) of the hybrid excavator (1) is controlled. However, the present invention is not limited to this upper swing body (3), and other construction vehicles and general This can also be applied to the case where the revolving body is driven by an electric motor.

本発明は、旋回体を電動モータで旋回駆動するシステムにおいて極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is extremely useful in a system in which a turning body is driven to turn by an electric motor, and has high industrial applicability.

図1は、ハイブリッドショベルを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a hybrid excavator. 図2は、本発明の実施形態1に係る旋回体の駆動制御装置の全体構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an overall configuration of the drive control device for the revolving structure according to the first embodiment of the present invention. 図3は、実施形態1に係る旋回体の駆動制御装置のコントローラでの処理動作を示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing processing operations in the controller of the drive control device for the revolving structure according to the first embodiment. 図4は、実施形態1に係る旋回体の駆動制御装置の制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of the revolving structure drive control device according to the first embodiment. 図5は、ハイブリッドショベルの上部旋回体が外力により旋回したときの動作を示す模式平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing an operation when the upper swing body of the hybrid excavator is swung by an external force. 図6は、実施形態2を示す図3相当図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 図7は、実施形態2を示す図4相当図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 図8は、油圧ショベルの上部旋回体が外力により旋回したときの動作を示す図5相当図である。FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 5 illustrating the operation when the upper swing body of the excavator is swung by an external force. 図9は、油圧ショベルの上部旋回体を駆動する油圧回路での圧油の流れを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the flow of pressure oil in the hydraulic circuit that drives the upper swing body of the hydraulic excavator.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハイブリッドショベル
3 上部旋回体
4 掘削作業機
5 クローラ
12 バケット
21 エンジン
27 旋回用電動モータ
30 コントローラ
31 操作装置(操作手段)
31a 操作レバー
32 パルス発生器
35 制御手段
52 油圧モータ
53 パイロットバルブ
1 Hybrid excavator
3 Upper swing body
4 Excavator
5 Crawler
12 buckets
21 engine
27 Electric motor for turning
30 controller
31 Operating device (operating means)
31a Control lever
32 pulse generator
35 Control means
52 Hydraulic motor
53 Pilot valve

Claims (9)

操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、上記位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、
上記制御手段(35)は、上記旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、上記位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転したときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device for the swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to rotate the swing body (3),
In the case of the stop command for the swing body (3), the position control is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of the change to the stop command becomes the target position. In other cases, the position control, the speed control for controlling the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or the turning torque of the turning body (3) becomes the target torque. A control means (35) for performing any of torque control for controlling the electric motor (27);
Regardless of the stop command or the stop command for the revolving structure (3), the control means (35) is in the position control state, when the revolving structure (3) is rotated more than a certain angle by the action of external force, A drive control device for a revolving structure, wherein the target position is corrected based on the current position and current speed while maintaining the output torque of the electric motor (27).
操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
上記旋回体(3)の停止指令のときには、旋回体(3)の初期位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、上記位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、
上記制御手段(35)は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device for the swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to rotate the swing body (3),
When the stop command for the swing body (3) is given, position control is performed to control the electric motor (27) so that the initial position of the swing body (3) becomes the target position. , Speed control to control the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or control the electric motor (27) so that the turning torque of the turning body (3) becomes the target torque Control means (35) for performing any of torque control
When the control means (35) is switched from the speed control state or torque control state to the position control state, the control means (35) retains the output torque of the electric motor (27) based on the current position and current speed. A drive control device for a revolving structure, which is configured to correct a target position.
操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、上記位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、
上記制御手段(35)は、上記停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device for the swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to rotate the swing body (3),
In the case of the stop command for the swing body (3), the position control is performed to control the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) at the time of the change to the stop command becomes the target position. In other cases, the position control, the speed control for controlling the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or the turning torque of the turning body (3) becomes the target torque. A control means (35) for performing any of torque control for controlling the electric motor (27);
The control means (35) maintains the output torque of the electric motor (27) while maintaining the output torque of the electric motor (27) when the stop command is issued from the state where the position control is performed without the stop command. A drive control device for a revolving structure, which is configured to correct a target position based on a speed.
操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、上記位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、
上記制御手段(35)は、上記旋回体(3)の停止指令又は停止指令以外に関係なく、上記位置制御状態で、外力の作用により旋回体(3)が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device for the swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to rotate the swing body (3),
A position including an integral term for controlling the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) when changing to the stop command becomes the target position when the stop command of the swing body (3) is given. On the other hand, when it is other than the stop command, the above position control, the speed control for controlling the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or the turning torque of the turning body (3) Control means (35) for performing any of torque control for controlling the electric motor (27) so that becomes a target torque,
Regardless of the stop command or the stop command for the revolving structure (3), the control means (35) can rotate the revolving structure (3) to a certain angle or more by the action of an external force in the position control state. When the output torque of the motor (27) is above a certain value, the integral term is based on the current position and current speed so that the output torque of the electric motor (27) is maintained and the current position is set as the target position. It is comprised so that it may correct | amend, The drive control apparatus of the turning body characterized by the above-mentioned.
操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
上記旋回体(3)の停止指令のときには、旋回体(3)の初期位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、
上記制御手段(35)は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとされていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device for the swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to rotate the swing body (3),
In the case of the stop command for the swing body (3), the position control including the integral term is performed to control the electric motor (27) so that the initial position of the swing body (3) becomes the target position. Otherwise, position control, speed control to control the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or electric movement so that the turning torque of the turning body (3) becomes the target torque. A control means (35) for performing any of torque control for controlling the motor (27);
When the control means (35) switches from the speed control state or the torque control state to the position control state, the control means (35) holds the output torque of the electric motor (27) and sets the current position as the target position. A drive control device for a revolving structure, wherein the integral term is corrected based on the current position and the current speed.
操作手段(31)の操作位置に応じて電動モータ(27)を制御して旋回体(3)を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
上記旋回体(3)の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体(3)の位置が目標位置になるように電動モータ(27)を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、位置制御、旋回体(3)の旋回速度が目標速度になるように電動モータ(27)を制御する速度制御、又は旋回体(3)の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ(27)を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段(35)を備え、
上記制御手段(35)は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ(27)の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正するものとされていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device for the swing body that controls the electric motor (27) according to the operation position of the operation means (31) to rotate the swing body (3),
A position including an integral term for controlling the electric motor (27) so that the position of the swing body (3) when changing to the stop command becomes the target position when the stop command of the swing body (3) is given. On the other hand, when it is other than the stop command, the position control, the speed control for controlling the electric motor (27) so that the turning speed of the turning body (3) becomes the target speed, or the turning torque of the turning body (3) A control means (35) for performing any of torque control for controlling the electric motor (27) so as to achieve a target torque;
The control means (35) holds the output torque of the electric motor (27) and sets the current position as a target position when a stop command is issued from a state in which position control is performed without a stop command. As described above, the drive control device for a revolving structure is characterized in that the integral term is corrected based on the current position and the current speed.
請求項1の旋回体の駆動制御装置において、
制御手段(35)は、電動モータ(27)の出力トルクが一定値以上のときに目標位置を補正することを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the revolving structure drive control device according to claim 1,
The control means (35) corrects the target position when the output torque of the electric motor (27) is equal to or greater than a certain value.
請求項1〜7のいずれか1つの旋回体の駆動制御装置において、
旋回体(3)は建設車両に備えられたものであり、
電動モータ(27)は、旋回体(3)を旋回させる旋回用電動モータであることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device of the revolving structure according to any one of claims 1 to 7,
The swivel (3) is provided in the construction vehicle,
The electric motor (27) is a turning electric motor for turning the turning body (3).
請求項1〜8のいずれか1つの旋回体の駆動制御装置において、
電動モータ(27)を制動する制動機構が組み合わせられていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
In the drive control device of the revolving structure according to any one of claims 1 to 8,
A drive control device for a revolving structure, wherein a braking mechanism for braking the electric motor (27) is combined.
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