JP2010001655A - 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記旋回機構に機械的に接続される第1電動機及び第2電動機と、前記旋回機構の操作部を介して入力される操作量に基づき、前記第1電動機の回転速度を制御するための速度指令を出力する速度指令出力部と、前記第1電動機の回転速度を検出する回転速度検出部と、前記速度指令出力部から出力される速度指令と、前記回転速度検出部によって検出される回転速度とに基づき、前記第1電動機を駆動するための駆動指令を生成する駆動指令生成部と、前記駆動指令生成部によって生成される駆動指令を用いて前記第1電動機を駆動制御する第1駆動制御部と、前記駆動指令生成部によって生成される駆動指令を用いて前記第2電動機を駆動制御する第2駆動制御部とを含む。
【選択図】図2
Description
図2は、本実施の形態の旋回駆動制御装置を含む建設機械の構成を表すブロック図である。この図2では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを実線、パイロットラインを破線、電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。
エンジン11は、例えば、ディーゼルエンジンで構成される内燃機関であり、その出力軸は減速機13の一方の入力軸に接続される。このエンジン11は、建設機械の運転中は常時運転される。
コントローラ30は、本実施の形態の建設機械の駆動制御を行う制御装置であり、速度指令変換部31、駆動制御装置32、及び旋回駆動制御装置40を含む。このコントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、速度指令変換部31、駆動制御装置32、及び旋回駆動制御装置40は、コントローラ30のCPUが内部メモリに格納される駆動制御用のプログラムを実行することにより、
実現される装置である。
図4は、本実施の形態の建設機械の速度指令変換部31において操作レバー26Aの操作量を速度指令(上部旋回体3を旋回させるために旋回用電動機21A及び21Bを回転させるための速度指令)に変換する変換特性を示す図である。この変換特性は、操作レバー26Aの操作量に応じて、不感帯領域、零速度指令領域(左旋回用及び右旋回用)、左方向旋回駆動領域、及び右方向旋回駆動領域の5つの領域に区分される。
この変換特性に示すように、不感帯領域は、レバー26Aの中立点付近に設けられている。この不感帯領域では、速度指令変換部31から速度指令は出力されず、旋回駆動制御装置40による旋回用電動機21A及び21Bの駆動制御は行われない。また、不感帯領域では、メカニカルブレーキ23A及び23Bによって旋回用電動機21A及び21Bが機械的に停止された状態となる。
零速度指令領域は、レバー26Aの操作方向における不感帯領域の両外側に設けられている。この零速度指令領域は、不感帯領域における上部旋回体3の停止状態と、左右方向の旋回駆動領域における旋回状態とを切り替える際に操作性を良くするために設けられる緩衝領域である。
左方向旋回駆動領域は、上部旋回体3を左方向に旋回させるための速度指令が速度指令変換部31から出力される領域である。
右方向旋回駆動領域は、上部旋回体3を右方向に旋回させるための速度指令が速度指令変換部31から出力される領域である。
図5は、本実施の形態の旋回駆動制御装置40の構成を示す制御ブロック図である。
駆動指令生成部50は、減算器51、PI制御部52、トルク制限部53、トルク制限部54、減算器55、PI制御部56、切替部57、電流変換部58、及び旋回動作検出部59を含む。この駆動指令生成部50の減算器51には、レバー26Aの操作量に応じた旋回駆動用の速度指令(rad/s)が入力される。
1A、1B 油圧モータ
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
12 電動発電機
13 減速機
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
16 高圧油圧ライン
17 コントロールバルブ
18 インバータ
19 バッテリ
20A、20B インバータ
21A、21B 旋回用電動機
21a、21b 回転軸
22 レゾルバ
23A、23B メカニカルブレーキ
24A、24B 旋回減速機
25 パイロットライン
26 操作装置
26A、26B レバー
26C ペダル
27 油圧ライン
28 油圧ライン
29 圧力センサ
30 コントローラ
31 速度指令変換部
32 駆動制御装置
40 旋回駆動制御装置
50 駆動指令生成部
51 減算器
52 PI制御部
53 トルク制限部
54 トルク制限部
55 減算器
56 PI制御部
57 切替部
58 電流変換部
59 旋回動作検出部
60 主制御部
100 クラッチ
Claims (4)
- 電動的に旋回駆動される建設機械の旋回機構を駆動制御する旋回駆動制御装置であって、
前記旋回機構を駆動するための第1電動機及び第2電動機と、
前記旋回機構の操作部を介して入力される操作量に基づき、前記第1電動機の回転速度を制御するための速度指令を出力する速度指令出力部と、
前記第1電動機の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記速度指令出力部から出力される速度指令と、前記回転速度検出部によって検出される回転速度とに基づき、前記第1電動機を駆動するための駆動指令を生成する駆動指令生成部と、
前記駆動指令生成部によって生成される駆動指令を用いて前記第1電動機を駆動制御する第1駆動制御部と、
前記駆動指令生成部によって生成される駆動指令を用いて前記第2電動機を駆動制御する第2駆動制御部と
を含む、旋回駆動制御装置。 - 前記第1電動機の負荷の度合いを検出する負荷検出部を含み、
前記第2駆動制御部は、前記負荷検出部によって検出される前記第1電動機の負荷が所定度合い以下の場合は、前記第2電動機の駆動制御を停止させる、請求項1に記載の旋回駆動制御装置。 - 前記旋回機構と前記第2電動機との間に配設される動力伝達機構と、
前記動力伝達機構を接続状態または遮断状態に切り替える切替制御部と
を含み、
前記切替制御部は、前記負荷検出部によって検出される前記第1電動機の負荷が所定度合い以下の場合は、前記動力伝達機構を遮断状態に切り替える、請求項2に記載の旋回駆動制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の旋回駆動制御装置を含む建設機械。
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