JP2018048487A - Shovel - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shovel capable of further enhancing safety when abnormality related to movement of a revolving superstructure occurs.SOLUTION: A shovel includes a revolving superstructure, a motor for driving the revolving superstructure, a mechanical brake for mechanically stopping the revolving superstructure, and a control device for controlling the driving of the motor. During starting of the shovel, the control device supplies electric power to the motor for a prescribed time in a state in which the mechanical brake is operated, and maintains the state in which the mechanical brake is operated after that.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、ショベルに関する。   The present invention relates to an excavator.

従来、旋回体の旋回状態における異常動作等を検出することにより、旋回体の動作に関連する異常の判定処理、及び旋回体の停止処理を行う場合が多い。   Conventionally, an abnormality determination process related to the operation of the turning body and a stop process of the turning body are often performed by detecting an abnormal operation or the like in the turning state of the turning body.

特開2010−187516号公報JP 2010-187516 A

しかしながら、既に異常が発生している旋回体を動作させた後に異常の判定処理や旋回体の停止処理が行われるのは、安全性の観点から改善の余地がある。   However, there is room for improvement from the viewpoint of safety that the abnormality determination processing and the turning body stop processing are performed after operating the turning body in which an abnormality has already occurred.

そこで、上記課題に鑑み、旋回体の動作に関連する異常が発生した場合の安全性を更に高めることが可能なショベルを提供することを目的とする。   Then, in view of the said subject, it aims at providing the shovel which can further improve the safety | security when the abnormality relevant to operation | movement of a turning body generate | occur | produces.

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
旋回体と、
前記旋回体を駆動する電動機と、
前記旋回体を機械的に停止させるメカニカルブレーキと、
前記電動機の駆動制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、ショベルの起動時に、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機に所定時間通電し、その後も前記メカニカルブレーキが作動している状態を維持させる、
ショベルが提供される。
In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention,
A swivel,
An electric motor for driving the revolving structure;
A mechanical brake for mechanically stopping the swivel body;
A control device that performs drive control of the electric motor,
The control device energizes the electric motor for a predetermined time while the mechanical brake is operating at the time of starting the excavator, and maintains the state in which the mechanical brake is operated thereafter.
An excavator is provided.

また、本発明の他の実施形態では、
旋回体と、
前記旋回体を駆動する電動機と、
前記電動機の駆動状態を検出する検出部と、
前記旋回体を機械的に停止させるメカニカルブレーキと、
前記検出部の検出値に基づき、前記電動機の駆動制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機を停止状態にする駆動制御を行い、前記検出部の検出値、又は前記電動機を駆動制御するために前記検出値に基づき生成される操作量が、前記電動機の停止状態に対応する所定条件を満足しない場合、前記旋回体の動作に関連する異常があると判定する、又は前記電動機の駆動制御を制限する、
ショベルが提供される。
In another embodiment of the present invention,
A swivel,
An electric motor for driving the revolving structure;
A detection unit for detecting a driving state of the electric motor;
A mechanical brake for mechanically stopping the swivel body;
A control device that performs drive control of the electric motor based on a detection value of the detection unit,
The control device performs drive control for stopping the electric motor in a state where the mechanical brake is operated, and is generated based on the detection value of the detection unit or the detection value for driving control of the electric motor. When the operation amount to be performed does not satisfy the predetermined condition corresponding to the stop state of the electric motor, it is determined that there is an abnormality related to the operation of the revolving structure, or the drive control of the electric motor is limited.
An excavator is provided.

本実施の形態によれば、旋回体の動作に関連する異常が発生した場合の安全性を更に高めることが可能なショベルを提供することができる。   According to the present embodiment, it is possible to provide an excavator capable of further improving safety when an abnormality relating to the operation of the revolving structure occurs.

ショベルの一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of an shovel. ショベルの駆動系の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the drive system of an shovel. ショベルの旋回制御系の構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of a structure of the turning control system of an shovel. 監視部による異常処理の第1例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly the 1st example of the abnormality process by a monitoring part. 監視部による異常処理の第2例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows schematically the 2nd example of the abnormality process by a monitoring part. 監視部による異常処理の第3例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly the 3rd example of the abnormality process by a monitoring part. 監視部による異常処理の第4例を概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows roughly the 4th example of the abnormality process by a monitoring part.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1〜図3を参照して、本実施形態に係るショベルの構成について説明をする。   First, the configuration of the excavator according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、本実施形態に係るショベルの一例を示す側面図である。   FIG. 1 is a side view showing an example of an excavator according to the present embodiment.

本実施形態に係るショベルは、下部走行体1と、旋回機構2を介して旋回可能に下部走行体1に搭載される上部旋回体3と、作業装置としてのブーム4、アーム5、及びバケット6と、オペレータが搭乗するキャビン10を備える。   The shovel according to the present embodiment includes a lower traveling body 1, an upper revolving body 3 that is mounted on the lower traveling body 1 so as to be able to swivel via a turning mechanism 2, a boom 4, an arm 5, and a bucket 6 as working devices. And a cabin 10 on which the operator is boarded.

下部走行体1は、例えば、左右1対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ1A,1B(図2参照)で油圧駆動されることにより、ショベルを走行させる。   The lower traveling body 1 includes, for example, a pair of left and right crawlers, and each crawler is hydraulically driven by traveling hydraulic motors 1A and 1B (see FIG. 2), thereby causing the excavator to travel.

上部旋回体3は、後述する旋回用電動機21(図2参照)により電気駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。   The upper turning body 3 is turned with respect to the lower traveling body 1 by being electrically driven by a turning electric motor 21 (see FIG. 2) described later.

ブーム4は、上部旋回体3の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム4の先端には、アーム5が上下回動可能に枢着され、アーム5の先端には、バケット6が上下回動可能に枢着される。ブーム4、アーム5、及びバケット6は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。   The boom 4 is pivotally attached to the center of the front part of the upper swing body 3 so that the boom 4 can be raised and lowered. An arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 and a bucket 6 is vertically attached to the tip of the arm 5. It is pivotally attached so that it can rotate. The boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are respectively hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9 as hydraulic actuators.

キャビン10は、オペレータが搭乗する操縦室であり、上部旋回体3の前部左側に搭載される。   The cabin 10 is a cockpit where an operator is boarded, and is mounted on the front left side of the upper swing body 3.

以下、図2、図3を参照して、油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動系、旋回用電動機21を駆動する電気駆動系(旋回駆動系)、旋回駆動系等に電力を供給する蓄電系、操作系、及び旋回駆動系を制御する旋回制御系等について詳細に説明する。   Hereinafter, referring to FIG. 2 and FIG. 3, a hydraulic drive system that drives the hydraulic actuator, an electric drive system (swing drive system) that drives the turning electric motor 21, a power storage system that supplies power to the turning drive system, etc. The system and the turning control system for controlling the turning drive system will be described in detail.

図2は、本実施形態に係るショベルの駆動系を中心とする構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration centering on a drive system of the shovel according to the present embodiment.

尚、図中、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは太い実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは細い実線でそれぞれ示される。   In the figure, the mechanical power line is indicated by a double line, the high-pressure hydraulic line is indicated by a thick solid line, the pilot line is indicated by a broken line, and the electric drive / control line is indicated by a thin solid line.

まず、本実施形態に係るショベルの油圧駆動系は、エンジン11と、電動発電機12と、減速機13と、メインポンプ14と、コントロールバルブ17を含む。また、本実施形態に係る油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ1A,1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9を含む。   First, the excavator hydraulic drive system according to the present embodiment includes an engine 11, a motor generator 12, a speed reducer 13, a main pump 14, and a control valve 17. Further, as described above, the hydraulic drive system according to the present embodiment includes the traveling hydraulic motors 1A and 1B, the boom cylinder 7 and the arm cylinder 8 that hydraulically drive the lower traveling body 1, the boom 4, the arm 5 and the bucket 6, respectively. , And a bucket cylinder 9.

エンジン11は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、上部旋回体3の後部に搭載される。エンジン11は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンであり、減速機13を介してメインポンプ14、パイロットポンプ15を駆動する。また、エンジン11は、減速機13を介して電動発電機12を駆動し、電動発電機12に発電させる。   The engine 11 is a main power source in the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3. The engine 11 is, for example, a diesel engine using light oil as fuel, and drives the main pump 14 and the pilot pump 15 via the speed reducer 13. The engine 11 drives the motor generator 12 via the speed reducer 13 and causes the motor generator 12 to generate power.

電動発電機12は、油圧駆動系におけるアシスト動力源であり、上部旋回体3の後部に搭載される。電動発電機12は、インバータ18Aを介してキャパシタ19を含む蓄電系120と接続され、インバータ18Aを介してキャパシタ19や旋回用電動機21から供給される三相交流電力で力行運転し、減速機13を介してメインポンプ14及びパイロットポンプ15を駆動する。また、電動発電機12は、エンジン11で駆動されることにより発電運転を行い、発電電力をキャパシタ19や旋回用電動機21に供給することができる。電動発電機12の力行運転と発電運転との切替制御は、コントローラ30によりインバータ18Aが駆動制御されることにより実現される。   The motor generator 12 is an assist power source in the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3. The motor generator 12 is connected to a power storage system 120 including a capacitor 19 via an inverter 18A, and is powered by the three-phase AC power supplied from the capacitor 19 and the turning motor 21 via the inverter 18A. To drive the main pump 14 and the pilot pump 15. Further, the motor generator 12 is driven by the engine 11 to perform a power generation operation, and can supply the generated power to the capacitor 19 and the turning motor 21. Switching control between the power running operation and the power generation operation of the motor generator 12 is realized by driving the inverter 18 </ b> A by the controller 30.

減速機13は、上部旋回体3の後部に搭載され、エンジン11及び電動発電機12が接続される2つの入力軸と、メインポンプ14及びパイロットポンプ15が直列に同軸接続される1つの出力軸を有する。減速機13は、エンジン11及び電動発電機12の動力を所定の減速比でメインポンプ14及びパイロットポンプ15に伝達することができる。また、減速機13は、エンジン11の動力を所定の減速比で、電動発電機12とメインポンプ14及びパイロットポンプ15とに分配して伝達することができる。   The speed reducer 13 is mounted on the rear part of the upper swing body 3, and includes two input shafts to which the engine 11 and the motor generator 12 are connected, and one output shaft to which the main pump 14 and the pilot pump 15 are coaxially connected in series. Have The reduction gear 13 can transmit the power of the engine 11 and the motor generator 12 to the main pump 14 and the pilot pump 15 at a predetermined reduction ratio. Further, the reduction gear 13 can distribute and transmit the power of the engine 11 to the motor generator 12, the main pump 14, and the pilot pump 15 at a predetermined reduction ratio.

メインポンプ14は、上部旋回体3の後部に搭載され、高圧油圧ライン16を通じてコントロールバルブ17に作動油を供給する。メインポンプ14は、上述の如く、エンジン11、或いは、エンジン11及び電動発電機12により駆動される。メインポンプ14は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、斜板の角度(傾転角)を制御することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量(吐出圧)を制御することができる。   The main pump 14 is mounted at the rear of the upper swing body 3 and supplies hydraulic oil to the control valve 17 through the high-pressure hydraulic line 16. The main pump 14 is driven by the engine 11 or the engine 11 and the motor generator 12 as described above. The main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and can control the discharge flow rate (discharge pressure) by adjusting the stroke length of the piston by controlling the angle (tilt angle) of the swash plate.

コントロールバルブ17は、上部旋回体3の中央部に搭載され、オペレータによる操作装置26の操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、上述の如く、高圧油圧ライン16を介してメインポンプ14と接続され、メインポンプ14から供給される作動油を、油圧アクチュエータである走行油圧モータ1A(右用),1B(左用)、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9に供給可能に構成される。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の油圧制御弁(方向切換弁)を含むバルブユニットである。   The control valve 17 is a hydraulic control device that is mounted at the center of the upper swing body 3 and controls the hydraulic drive system in accordance with the operation of the operating device 26 by the operator. As described above, the control valve 17 is connected to the main pump 14 via the high-pressure hydraulic line 16, and hydraulic oil supplied from the main pump 14 is supplied to the traveling hydraulic motors 1 </ b> A (for right) and 1 </ b> B (for left). ), The boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 can be supplied. Specifically, the control valve 17 is a valve unit including a plurality of hydraulic control valves (direction switching valves) that control the flow rate and flow direction of hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each of the hydraulic actuators.

続いて、本実施形態に係る電気駆動系(旋回駆動系)は、旋回用電動機21と、旋回減速機24と、電流センサ21sと、レゾルバ22と、メカニカルブレーキ23を含む。   Subsequently, the electric drive system (swing drive system) according to the present embodiment includes a turning electric motor 21, a turning speed reducer 24, a current sensor 21 s, a resolver 22, and a mechanical brake 23.

旋回用電動機21は、下部走行体1と上部旋回体3とを接続する旋回機構2に設けられ、コントローラ30(旋回制御部302)による制御の下、上部旋回体3を旋回駆動する力行運転を行ったり、回生電力を発生させて上部旋回体3を旋回制動する回生運転を行ったりする。旋回用電動機21は、インバータ18Bを介して蓄電系120に接続され、インバータ18Bを介してキャパシタ19や電動発電機12から供給される三相交流電力により駆動される。また、旋回用電動機21は、インバータ18Bを介して、回生電力をキャパシタ19や電動発電機12に供給する。これにより、回生電力で、キャパシタ19を充電したり、電動発電機12を駆動したりすることができる。旋回用電動機21の力行運転と回生運転との切替制御は、コントローラ30(旋回制御部302)によりインバータ18Bが駆動制御されることにより実現される。旋回用電動機21は、例えば、IPM(Interior Permanent Magnet)モータ含んで構成される。これにより、より大きな誘導起電力を発生させることができるので、回生制動時に旋回用電動機21による発電電力を増大させることができる。旋回用電動機21の回転軸21Aには、レゾルバ22、メカニカルブレーキ23、及び旋回減速機24が接続される。   The turning electric motor 21 is provided in the turning mechanism 2 that connects the lower traveling body 1 and the upper turning body 3, and performs a power running operation for turning the upper turning body 3 under the control of the controller 30 (the turning control unit 302). Or a regenerative operation in which regenerative electric power is generated to swing and brake the upper swing body 3 is performed. The turning electric motor 21 is connected to the power storage system 120 via the inverter 18B, and is driven by the three-phase AC power supplied from the capacitor 19 and the motor generator 12 via the inverter 18B. The turning electric motor 21 supplies regenerative power to the capacitor 19 and the motor generator 12 via the inverter 18B. Thereby, the capacitor 19 can be charged or the motor generator 12 can be driven by the regenerative power. The switching control between the power running operation and the regenerative operation of the turning electric motor 21 is realized by driving and controlling the inverter 18B by the controller 30 (the turning control unit 302). The turning electric motor 21 includes, for example, an IPM (Interior Permanent Magnet) motor. As a result, a larger induced electromotive force can be generated, so that the power generated by the turning electric motor 21 can be increased during regenerative braking. A resolver 22, a mechanical brake 23, and a turning speed reducer 24 are connected to the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21.

旋回減速機24は、旋回用電動機21の回転軸21Aと接続され、旋回用電動機21の出力(トルク)を所定の減速比で減速させることにより、トルクを増大させて、上部旋回体3を旋回駆動する。即ち、力行運転の際、旋回用電動機21は、旋回減速機24を介して、上部旋回体3を旋回駆動する。また、旋回減速機24は、上部旋回体3の慣性回転力を増速させて旋回用電動機21に伝達し、回生電力を発生させる。即ち、回生運転の際、旋回用電動機21は、旋回減速機24を介して伝達される上部旋回体3の慣性回転力により回生発電を行い、上部旋回体3を旋回制動する。   The turning speed reducer 24 is connected to the rotating shaft 21A of the turning electric motor 21 and decelerates the output (torque) of the turning electric motor 21 at a predetermined reduction ratio, thereby increasing the torque and turning the upper turning body 3. To drive. That is, during the power running operation, the turning electric motor 21 drives the upper turning body 3 to turn through the turning speed reducer 24. Further, the turning speed reducer 24 increases the inertial rotational force of the upper turning body 3 and transmits it to the turning electric motor 21 to generate regenerative power. That is, during the regenerative operation, the turning electric motor 21 performs regenerative power generation by the inertial rotational force of the upper turning body 3 transmitted through the turning speed reducer 24 and turns the upper turning body 3 by turning.

電流センサ21sは、旋回用電動機21の駆動状態を検出する検出部の一例であり、旋回用電動機21の3相(U相、V相、W相)のそれぞれの電流を検出する。電流センサ21sは、例えば、旋回用電動機21とインバータ18Bの間の電力経路に設けられる。電流センサ21sは、旋回用電動機21の電流を検出可能であれば、磁気抵抗効果を用いる磁気センサであってもよいし、シャント抵抗等を用いる直接計測式のセンサであってもよい。電流センサ21sは、検出した旋回用電動機21の3相それぞれの電流に対応する検出信号(電流検出値Iud,Ivd,Iwd)をコントローラ30に送信する。   The current sensor 21 s is an example of a detection unit that detects the drive state of the turning electric motor 21, and detects the respective currents of the three phases (U phase, V phase, and W phase) of the turning electric motor 21. The current sensor 21s is provided, for example, in a power path between the turning electric motor 21 and the inverter 18B. The current sensor 21 s may be a magnetic sensor using a magnetoresistive effect or a direct measurement type sensor using a shunt resistance or the like as long as the current of the turning electric motor 21 can be detected. The current sensor 21 s transmits detection signals (current detection values Iud, Ivd, Iwd) corresponding to the detected currents of the three phases of the turning electric motor 21 to the controller 30.

尚、電流センサ21sは、3相のうちの2相の電流を検出し、残りの1相の電流検出値は、コントローラ30が電流センサ21sにより検出された2相の電流検出値から算出してもよい。また、電流センサ21sは、インバータ18Bに内蔵され、インバータ18Bから出力される電流を検出する態様であってもよい。   The current sensor 21 s detects a current of two phases of the three phases, and the remaining one-phase current detection value is calculated from the two-phase current detection values detected by the current sensor 21 s. Also good. In addition, the current sensor 21s may be configured to detect the current output from the inverter 18B, built in the inverter 18B.

レゾルバ22は、旋回用電動機21の駆動状態を検出する検出部の他の例であり、旋回用電動機21の回転位置(回転角)等を検出する既知の検出手段である。レゾルバ22は、検出した回転角に対応する検出信号(回転角検出値θd)をコントローラ30に送信する。   The resolver 22 is another example of a detection unit that detects the driving state of the turning electric motor 21, and is a known detection unit that detects the rotational position (rotation angle) of the turning electric motor 21. The resolver 22 transmits a detection signal (rotation angle detection value θd) corresponding to the detected rotation angle to the controller 30.

尚、旋回用電動機21の回転角等が検出可能であれば、レゾルバ22の代わりに、任意のセンサ(例えば、エンコーダ等)を用いてもよい。   An arbitrary sensor (for example, an encoder or the like) may be used instead of the resolver 22 as long as the rotation angle of the turning electric motor 21 can be detected.

メカニカルブレーキ23は、上部旋回体3を旋回制動する既知の機械的な制動手段である。メカニカルブレーキ23は、回転軸21Aと一体に回転し、回転軸21Aの軸方向に移動可能な(例えば、回転軸21Aにスプライン結合された)ディスクと、回転せず、回転軸21Aの軸方向に移動可能な(例えば、固定部であるケース内面にスプライン結合された)プレートとの面接触により制動トルクを発生させる。具体的には、メカニカルブレーキ23は、パイロットポンプ15からのパイロット圧の供給が遮断されると、ばね等の弾性体の付勢力でディスクとプレートとが面接触することにより、制動トルクを発生させる状態(作動状態)になる。一方、メカニカルブレーキ23は、パイロットポンプ15からのパイロット圧が供給された場合、パイロット圧で駆動する油圧ピストンの動力で弾性体の付勢力が打ち消され、ディスクとプレートとの面接触が解除されることにより、制動トルクを発生させない状態(非作動状態)になる。これにより、メカニカルブレーキ23は、旋回用電動機21の回転軸21Aを機械的に停止させ、上部旋回体3の停止状態を保持することができる。また、メカニカルブレーキ23は、旋回機構2(上部旋回体3)が旋回する状態で作動することにより、旋回機構2(上部旋回体3)を減速させ、停止させることができる。   The mechanical brake 23 is a known mechanical braking means that swings and brakes the upper swing body 3. The mechanical brake 23 rotates integrally with the rotating shaft 21A and can move in the axial direction of the rotating shaft 21A (for example, splined to the rotating shaft 21A), and does not rotate, but in the axial direction of the rotating shaft 21A. A braking torque is generated by surface contact with a movable plate (for example, splined to the inner surface of the case as a fixed portion). Specifically, when the supply of pilot pressure from the pilot pump 15 is interrupted, the mechanical brake 23 generates braking torque by bringing the disk and plate into surface contact with the urging force of an elastic body such as a spring. State (operating state). On the other hand, when the pilot pressure from the pilot pump 15 is supplied to the mechanical brake 23, the urging force of the elastic body is canceled by the power of the hydraulic piston driven by the pilot pressure, and the surface contact between the disk and the plate is released. As a result, the brake torque is not generated (non-operating state). Thereby, the mechanical brake 23 can mechanically stop the rotating shaft 21 </ b> A of the turning electric motor 21 and maintain the stopped state of the upper turning body 3. Moreover, the mechanical brake 23 can decelerate and stop the turning mechanism 2 (upper turning body 3) by operating with the turning mechanism 2 (upper turning body 3) turning.

続いて、本実施形態に係るショベルの蓄電系120は、キャパシタ19と、DCバス110と、昇降圧コンバータ100とを含み、例えば、上部旋回体3の右側前部に搭載される。   Subsequently, the power storage system 120 of the excavator according to the present embodiment includes the capacitor 19, the DC bus 110, and the step-up / down converter 100, and is mounted on the right front portion of the upper swing body 3, for example.

キャパシタ19は、電動発電機12、旋回用電動機21に電力を供給すると共に、電動発電機12、旋回用電動機21の発電電力を充電する蓄電装置の一例である。   The capacitor 19 is an example of a power storage device that supplies power to the motor generator 12 and the turning motor 21 and charges the generated power of the motor generator 12 and the turning motor 21.

DCバス110は、インバータ18A、18Bと昇降圧コンバータ100との間に配設され、キャパシタ19、電動発電機12、及び旋回用電動機21の間での電力の授受を制御する。   The DC bus 110 is disposed between the inverters 18 </ b> A and 18 </ b> B and the buck-boost converter 100, and controls power transfer between the capacitor 19, the motor generator 12, and the turning electric motor 21.

昇降圧コンバータ100は、電動発電機12、及び旋回用電動機21の運転状態に応じて、DCバス110の電圧値が一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える。昇降圧コンバータ100の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、DCバス110の電圧検出値、キャパシタ19の電圧検出値、及びキャパシタ19の電流検出値に基づき、コントローラ30により実現される。   The step-up / step-down converter 100 switches between the step-up operation and the step-down operation so that the voltage value of the DC bus 110 falls within a certain range according to the operation state of the motor generator 12 and the turning electric motor 21. Switching control between the step-up / step-down converter 100 and the step-down operation is realized by the controller 30 based on the detected voltage value of the DC bus 110, the detected voltage value of the capacitor 19, and the detected current value of the capacitor 19.

続いて、本実施形態に係るショベルの操作系は、パイロットポンプ15と、操作装置26と、圧力センサ29と、ゲートロックレバー32と、ゲートロック切替弁36と、ブレーキ切替弁38等を含む。   Subsequently, the operation system of the shovel according to the present embodiment includes the pilot pump 15, the operation device 26, the pressure sensor 29, the gate lock lever 32, the gate lock switching valve 36, the brake switching valve 38, and the like.

パイロットポンプ15は、上部旋回体3の後部に搭載され、パイロットライン25を介してメカニカルブレーキ23及び操作装置26にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン11、或いはエンジン11及び電動発電機12により駆動される。   The pilot pump 15 is mounted on the rear part of the upper swing body 3 and supplies pilot pressure to the mechanical brake 23 and the operating device 26 via the pilot line 25. The pilot pump 15 is, for example, a fixed displacement hydraulic pump, and is driven by the engine 11 or the engine 11 and the motor generator 12 as described above.

操作装置26は、レバー26A,26Bと、ペダル26Cを含む。操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータが各動作要素(下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、バケット6等)の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置26は、各動作要素を駆動する各油圧アクチュエータ(走行油圧モータ1A,1B、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9等)や電動アクチュエータ(旋回用電動機21等)の操作を行うための操作入力手段である。操作装置26(レバー26A,26B、及びペダル26C)は、油圧ライン27を介して、コントロールバルブ17に接続される。これにより、コントロールバルブ17には、操作装置26における下部走行体1、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の操作状態に応じたパイロット信号(パイロット圧)が入力される。そのため、コントロールバルブ17は、操作装置26における操作状態に応じて、各油圧アクチュエータを駆動することができる。また、操作装置26は、油圧ライン28を介して圧力センサ29に接続される。   The operating device 26 includes levers 26A and 26B and a pedal 26C. The operation device 26 is provided in the vicinity of the cockpit of the cabin 10, and an operation input means for an operator to operate each operation element (the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, etc.). It is. In other words, the operating device 26 is used for hydraulic actuators (travel hydraulic motors 1A and 1B, boom cylinders 7, arm cylinders 8, bucket cylinders 9 and the like) and electric actuators (turning electric motor 21 and the like) that drive the operating elements. It is an operation input means for performing an operation. The operating device 26 (lever 26A, 26B and pedal 26C) is connected to the control valve 17 via a hydraulic line 27. As a result, a pilot signal (pilot pressure) corresponding to the operating state of the lower traveling body 1, the boom 4, the arm 5, the bucket 6 and the like in the operating device 26 is input to the control valve 17. Therefore, the control valve 17 can drive each hydraulic actuator according to the operation state in the operation device 26. The operating device 26 is connected to a pressure sensor 29 via a hydraulic line 28.

尚、レバー26A,26Bは、それぞれ、キャビン10内の操縦席に着座したオペレータから見て、左側及び右側に配置され、中立状態(操作がなされない状態)を基準にして前後方向及び左右方向に傾倒可能に構成される。即ち、レバー26Aの前後方向の傾倒、レバー26Aの左右方向の傾倒、レバー26Bの前後方向の傾倒、及びレバー26Bの左右方向の傾倒のそれぞれに対して、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6の何れかを操作対象として任意に設定できる。以下、レバー26A,26Bの操作パターンは、JIS(ISO)パターンであること、即ち、上部旋回体3の操作は、レバー26Aを中立状態から左右方向に傾倒させることにより行われることを前提に説明を行う。   The levers 26A and 26B are disposed on the left and right sides, respectively, as viewed from the operator seated in the cockpit in the cabin 10, and in the front-rear direction and the left-right direction on the basis of the neutral state (the state where no operation is performed). It can be tilted. That is, the upper swing body 3, the boom 4, and the arm 5 with respect to the tilt of the lever 26A in the front-rear direction, the tilt of the lever 26A in the left-right direction, the tilt of the lever 26B in the front-rear direction, and the tilt of the lever 26B in the left-right direction, respectively. , And bucket 6 can be arbitrarily set as an operation target. Hereinafter, it is assumed that the operation pattern of the levers 26A and 26B is a JIS (ISO) pattern, that is, the operation of the upper swing body 3 is performed by tilting the lever 26A from the neutral state in the left-right direction. I do.

圧力センサ29は、上述の如く、油圧ライン28を介して操作装置26と接続され、操作装置26の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置26における各動作要素の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。圧力センサ29は、コントローラ30に接続され、操作装置26における下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の操作状態に応じた圧力信号(圧力検出値)がコントローラ30に入力される。これにより、例えば、コントローラ30は、上部旋回体3の操作状態に応じて、旋回用電動機21を駆動制御することができる。   As described above, the pressure sensor 29 is connected to the operating device 26 via the hydraulic line 28, and the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26, that is, the pilot pressure corresponding to the operating state of each operating element in the operating device 26. Is detected. The pressure sensor 29 is connected to the controller 30, and a pressure signal (pressure detection value) corresponding to the operation state of the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, etc. in the operating device 26 is 30. Thereby, for example, the controller 30 can drive-control the turning electric motor 21 in accordance with the operation state of the upper turning body 3.

ゲートロックレバー32は、キャビン10内の操縦席への乗降部に設けられるゲートの開閉操作を行うための操作手段である。   The gate lock lever 32 is an operating means for performing an opening / closing operation of a gate provided at a boarding / alighting portion for a cockpit in the cabin 10.

ゲートロック切替弁36は、パイロットライン25の最上流に設けられ、ゲートロックレバー32の操作状態に応じて、パイロットライン25の連通状態と非連通状態を切り替える。例えば、ゲートロック切替弁36は、ゲートロックレバー32の操作状態に連動するゲートロックスイッチ(ゲートロックSW)34から出力されるゲートロック信号(ON/OFF)に応じて、電磁ソレノイドのON/OFF切替が行われる電磁切替弁である。ゲートロックSW34は、ゲートロックレバー32が下された状態(操縦席への乗降部が開放された状態)では、OFFされる。そして、ゲートロック切替弁36は、ゲートロックSW34からOFF状態を示すゲートロック信号(所定の閾値電圧以下の電圧信号)が入力されると、パイロットライン25を非連通状態にし、パイロットポンプ15からメカニカルブレーキ23及び操作装置26への作動油の供給を遮断する。一方、ゲートロックSW34は、ゲートロックレバー32が上げられた状態(操縦席への乗降部が閉鎖された状態)では、ONされる。そして、ゲートロック切替弁36は、ゲートロックSW34からON状態を示すゲートロック信号(所定の閾値電圧より高い電圧信号)が入力されると、パイロットライン25を連通状態にし、パイロットポンプ15からメカニカルブレーキ23及び操作装置26に向けて作動油(パイロット圧)が供給される。よって、ゲートロックレバー32が下げられた場合、パイロット圧のメカニカルブレーキ23への供給が遮断されるため、操縦席への乗降部が開放されると、自動的に、メカニカルブレーキ23が作動する。また、ゲートロックレバー32が上げられた状態は、オペレータが操縦席に着座し、操縦可能な状態にあると判断できる。そのため、ゲートロックレバー32が引き上げられた場合にのみパイロット圧が操作装置26に供給されることにより、操作装置26への意図しない操作入力による各油圧アクチュエータの作動を防止している。   The gate lock switching valve 36 is provided on the most upstream side of the pilot line 25 and switches between the communication state and the non-communication state of the pilot line 25 according to the operation state of the gate lock lever 32. For example, the gate lock switching valve 36 turns on / off the electromagnetic solenoid in response to a gate lock signal (ON / OFF) output from a gate lock switch (gate lock SW) 34 that is linked to the operation state of the gate lock lever 32. This is an electromagnetic switching valve that is switched. The gate lock SW 34 is turned off in a state where the gate lock lever 32 is lowered (a state where the passenger seat to / from the cockpit is opened). Then, when a gate lock signal (voltage signal equal to or lower than a predetermined threshold voltage) indicating an OFF state is input from the gate lock SW 34, the gate lock switching valve 36 brings the pilot line 25 into a non-communication state, and the pilot pump 15 The supply of hydraulic oil to the brake 23 and the operating device 26 is shut off. On the other hand, the gate lock SW 34 is turned on when the gate lock lever 32 is raised (when the boarding / alighting portion for the cockpit is closed). Then, when a gate lock signal (voltage signal higher than a predetermined threshold voltage) indicating the ON state is input from the gate lock SW 34, the gate lock switching valve 36 brings the pilot line 25 into a communication state, and the pilot pump 15 performs mechanical braking. The hydraulic oil (pilot pressure) is supplied toward the control unit 23 and the operation device 26. Therefore, when the gate lock lever 32 is lowered, the supply of pilot pressure to the mechanical brake 23 is cut off, so that the mechanical brake 23 is automatically operated when the passenger boarding / alighting part is opened. Further, when the gate lock lever 32 is raised, it can be determined that the operator is seated on the cockpit and is in a steerable state. Therefore, the pilot pressure is supplied to the operating device 26 only when the gate lock lever 32 is pulled up, thereby preventing the operation of each hydraulic actuator due to an unintended operation input to the operating device 26.

尚、図中、ゲートロック切替弁36は、ゲートロックレバー32が上げられている(ゲートロックSW34がONされている)場合を表しており、パイロットポンプ15からメカニカルブレーキ23及び操作装置26に向けてパイロット圧が供給されている。   In the figure, the gate lock switching valve 36 represents a case where the gate lock lever 32 is raised (the gate lock SW 34 is turned on), and is directed from the pilot pump 15 to the mechanical brake 23 and the operation device 26. Pilot pressure is supplied.

ブレーキ切替弁38は、ゲートロック切替弁36の下流でメカニカルブレーキ23と操作装置26とに分岐するパイロットライン25のうち、メカニカルブレーキ23に接続される分岐部分であるパイロットライン25aに設けられる。ブレーキ切替弁38は、コントローラ30から制御指令に応じて、パイロットライン25aの連通状態と非連通状態を切り替える。即ち、メカニカルブレーキ23は、コントローラ30(ブレーキ制御部301)により制御される。例えば、ブレーキ切替弁38は、コントローラ30からの制御指令に応じて、電磁ソレノイドのON/OFF切替が行われる電磁切替弁である。ブレーキ切替弁38は、メカニカルブレーキ23の作動状態を表す作動信号(例えば、所定の閾値電圧以下の電圧信号)がコントローラ30から入力されると、パイロットライン25aを非連通状態にし、パイロットポンプ15からメカニカルブレーキ23への作動油の供給を遮断する。一方、ブレーキ切替弁38は、メカニカルブレーキ23の非作動状態を表す非作動信号(例えば、所定の閾値電圧より高い電圧信号)が入力されると、パイロットライン25aを連通状態にし、パイロットポンプ15からメカニカルブレーキ23へ作動油(パイロット圧)が供給される。   The brake switching valve 38 is provided in a pilot line 25 a that is a branching portion connected to the mechanical brake 23 in the pilot line 25 that branches to the mechanical brake 23 and the operating device 26 downstream of the gate lock switching valve 36. The brake switching valve 38 switches between a communication state and a non-communication state of the pilot line 25a in accordance with a control command from the controller 30. That is, the mechanical brake 23 is controlled by the controller 30 (brake control unit 301). For example, the brake switching valve 38 is an electromagnetic switching valve that performs ON / OFF switching of an electromagnetic solenoid in accordance with a control command from the controller 30. When an operation signal indicating the operation state of the mechanical brake 23 (for example, a voltage signal equal to or lower than a predetermined threshold voltage) is input from the controller 30, the brake switching valve 38 brings the pilot line 25 a into a non-communication state and the pilot pump 15 The supply of hydraulic oil to the mechanical brake 23 is shut off. On the other hand, when a non-operation signal indicating a non-operation state of the mechanical brake 23 (for example, a voltage signal higher than a predetermined threshold voltage) is input to the brake switching valve 38, the pilot line 25a is brought into a communication state and the pilot pump 15 Hydraulic oil (pilot pressure) is supplied to the mechanical brake 23.

尚、図中、ブレーキ切替弁38は、コントローラ30から非作動信号が入力されている場合を表しており、パイロットポンプ15からメカニカルブレーキ23にパイロット圧が供給されている。   In the drawing, the brake switching valve 38 represents a case where a non-operation signal is input from the controller 30, and the pilot pressure is supplied from the pilot pump 15 to the mechanical brake 23.

続いて、本実施形態に係るショベルの旋回制御系は、コントローラ30を含む。   Subsequently, the excavator turning control system according to the present embodiment includes a controller 30.

コントローラ30(制御装置の一例)は、ショベルにおける駆動制御を行う主たる制御装置である。コントローラ30は、例えば、CPU、ROM、RAM、I/O等を含む演算処理装置(マイクロコンピュータ)で構成され、ROMに格納される各種駆動制御用のプログラムをCPU上で実行することにより各種駆動制御が実現される。以下、図3を参照して、旋回制御系について説明を続ける。   The controller 30 (an example of a control device) is a main control device that performs drive control in the shovel. The controller 30 is composed of, for example, an arithmetic processing unit (microcomputer) including a CPU, ROM, RAM, I / O, and the like, and performs various driving operations by executing various driving control programs stored in the ROM on the CPU. Control is realized. Hereinafter, the turning control system will be described with reference to FIG.

図3は、本実施形態に係るショベルの上部旋回体3の制御系(旋回制御系)の構成の一例を示す機能ブロック図である。   FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the configuration of the control system (swing control system) of the upper swing body 3 of the shovel according to the present embodiment.

図3に示すように、コントローラ30は、旋回制御系に関連する機能部として、ブレーキ制御部301、旋回制御部302、監視部303を含む。   As shown in FIG. 3, the controller 30 includes a brake control unit 301, a turning control unit 302, and a monitoring unit 303 as functional units related to the turning control system.

ブレーキ制御部301は、操作装置26(レバー26A)による上部旋回体3の操作状態に応じて、メカニカルブレーキ23の制御を行う。ブレーキ制御部301は、圧力センサ29の検出値に基づき、上部旋回体3の操作が行われていると判断した場合、或いは、上部旋回体3が旋回停止していると判断した場合(具体的には、後述する速度検出値ωdが旋回停止を判定するための所定閾値以下である場合)、ブレーキ切替弁38に非作動信号を送信する。これにより、パイロットライン25aが連通状態になり、メカニカルブレーキ23が非作動状態(OFF状態)になる。一方、ブレーキ制御部301は、圧力センサ29の検出値に基づき、上部旋回体3の操作が行われていないと判断した場合であって、上部旋回体3が旋回停止していると判断した場合、ブレーキ切替弁38に作動信号を送信する。これにより、パイロットライン25aが非連通状態になり、メカニカルブレーキ23が作動状態(ON状態)になる。   The brake control unit 301 controls the mechanical brake 23 according to the operating state of the upper swing body 3 by the operating device 26 (lever 26A). When the brake control unit 301 determines that the operation of the upper swing body 3 is being performed based on the detection value of the pressure sensor 29, or when it is determined that the upper swing body 3 has stopped turning (specifically, When a speed detection value ωd described later is equal to or less than a predetermined threshold for determining turning stop), a non-operation signal is transmitted to the brake switching valve 38. As a result, the pilot line 25a enters a communication state, and the mechanical brake 23 enters a non-operating state (OFF state). On the other hand, when the brake control unit 301 determines that the operation of the upper swing body 3 is not performed based on the detection value of the pressure sensor 29, the brake control unit 301 determines that the upper swing body 3 has stopped turning. Then, an operation signal is transmitted to the brake switching valve 38. Thereby, pilot line 25a will be in a non-communication state, and mechanical brake 23 will be in an operation state (ON state).

旋回制御部302は、電流センサ21sの検出値(電流検出値Iud,Ivd,Iwd)、レゾルバ22の検出値(回転角検出値θd)、及び上部旋回体3の旋回操作に対応する圧力センサ29の検出値に基づき、旋回用電動機21を駆動制御する。本実施形態では、旋回制御部302は、後述の如く、静止座標系における旋回用電動機21の3相の交流電流を制御する代わりに、旋回用電動機21の回転子と同期して回転する回転座標系(dq座標系)における直流電流、即ち、d軸成分である磁束生成電流、及びq軸成分であるトルク生成電流を制御するベクトル制御を行う。旋回制御部302は、速度指令生成部3021、速度算出部3022、速度フィードバック制御部(速度FB制御部)3023、トルク・電流変換部3024、3相・2相変換部3025、トルクフィードバック制御部(トルクFB制御部)3026、2相・3相変換部3027を含む。   The turning control unit 302 is a pressure sensor 29 corresponding to a detected value of the current sensor 21s (current detected values Iud, Ivd, Iwd), a detected value of the resolver 22 (rotation angle detected value θd), and a turning operation of the upper swing body 3. Based on the detected value, the turning electric motor 21 is driven and controlled. In the present embodiment, the turning control unit 302, as will be described later, instead of controlling the three-phase alternating current of the turning electric motor 21 in the stationary coordinate system, rotates coordinates that rotate in synchronization with the rotor of the turning electric motor 21. Vector control is performed to control a direct current in the system (dq coordinate system), that is, a magnetic flux generation current as a d-axis component and a torque generation current as a q-axis component. The turning control unit 302 includes a speed command generation unit 3021, a speed calculation unit 3022, a speed feedback control unit (speed FB control unit) 3023, a torque / current conversion unit 3024, a three-phase / two-phase conversion unit 3025, a torque feedback control unit ( Torque FB control unit) 3026, two-phase / three-phase conversion unit 3027.

速度指令生成部3021は、操作装置26(レバー26A)における上部旋回体3の操作状態に基づき、上部旋回体3を駆動制御するための指令値である速度指令値ωcを生成する。具体的には、速度指令生成部3021は、コントローラ30の所定のインターフェースを介して受信した圧力センサ29の検出値、具体的には、レバー26Aの操作方向及び操作量に対応する圧力センサ29の検出値に基づき、速度指令値ωcを生成する。速度指令生成部3021は、生成した速度指令値ωcを速度FB制御部3023に出力する。   The speed command generation unit 3021 generates a speed command value ωc that is a command value for driving and controlling the upper swing body 3 based on the operation state of the upper swing body 3 in the operating device 26 (lever 26A). Specifically, the speed command generator 3021 receives the detected value of the pressure sensor 29 received through the predetermined interface of the controller 30, specifically, the pressure sensor 29 corresponding to the operation direction and the operation amount of the lever 26A. Based on the detected value, a speed command value ωc is generated. The speed command generation unit 3021 outputs the generated speed command value ωc to the speed FB control unit 3023.

速度算出部3022は、コントローラ30の所定のインターフェースを介して受信したレゾルバ22の検出値(回転角検出値θd)に対して微分処理を実行することにより、旋回用電動機21の回転速度に対応する速度検出値ωdを算出する。速度算出部3022は、算出した速度検出値ωdを速度FB制御部3023及びトルク・電流変換部3024に出力する。   The speed calculation unit 3022 performs differential processing on the detection value (rotation angle detection value θd) of the resolver 22 received via a predetermined interface of the controller 30, thereby corresponding to the rotation speed of the turning electric motor 21. The speed detection value ωd is calculated. The speed calculation unit 3022 outputs the calculated speed detection value ωd to the speed FB control unit 3023 and the torque / current conversion unit 3024.

速度FB制御部3023は、速度指令値ωcに対応する旋回速度を実現するため、速度検出値ωdに基づき、旋回用電動機21の速度フィードバック制御を行う。具体的には、速度FB制御部3023は、既知のフィードバック制御手法、例えば、PI制御(Proportional-Integral Controller)等を用いて、速度指令値ωcと速度検出値ωdとの差分に基づき、速度指令値ωcを実現するためのトルク操作量Trを生成する。速度FB制御部3023は、生成したトルク操作量Trをトルク・電流変換部3024に出力する。   The speed FB control unit 3023 performs speed feedback control of the turning electric motor 21 based on the speed detection value ωd in order to realize the turning speed corresponding to the speed command value ωc. Specifically, the speed FB control unit 3023 uses a known feedback control method, for example, PI control (Proportional-Integral Controller) or the like, based on the difference between the speed command value ωc and the detected speed value ωd. A torque manipulated variable Tr for realizing the value ωc is generated. The speed FB control unit 3023 outputs the generated torque operation amount Tr to the torque / current conversion unit 3024.

トルク・電流変換部3024は、速度検出値ωdに基づき、トルク操作量Trを、対応する電流操作量に変換する。具体的には、トルク・電流変換部3024は、トルク操作量Trを、旋回用電動機21の回転子と同期して回転する回転座標系(dq座標系)におけるd軸及びq軸の各電流成分に対応する電流操作量Idr,Iqrに変換する。トルク・電流変換部3024は、生成した電流操作量Idr,IqrをトルクFB制御部3026に出力する。   The torque / current conversion unit 3024 converts the torque operation amount Tr into a corresponding current operation amount based on the speed detection value ωd. Specifically, the torque / current conversion unit 3024 is configured to rotate the torque operation amount Tr in synchronization with the rotor of the turning electric motor 21 in each of the d-axis and q-axis current components in the rotating coordinate system (dq coordinate system). Are converted into current manipulated variables Idr and Iqr. The torque / current conversion unit 3024 outputs the generated current operation amounts Idr and Iqr to the torque FB control unit 3026.

3相・2相変換部3025は、電流センサ21sの電流検出値Iud,Ivd,Iwdに対して、クラーク変換(Clarke Transformation)及び逆パーク変換(Inverse Park Transformation)を適用する。これにより、3相・2相変換部3025は、電流センサ21sの電流検出値Iud,Ivd,Iwdを、dq座標系における電流検出値のd軸成分及びq軸成分のそれぞれに対応する電流検出値Idd,Iqdに変換することができる。3相・2相変換部3025は、生成した電流検出値Idd,IqdをトルクFB制御部3026及び監視部303に出力する。   The three-phase / two-phase conversion unit 3025 applies Clark transformation and inverse park transformation to the current detection values Iud, Ivd, and Iwd of the current sensor 21s. Accordingly, the three-phase / two-phase conversion unit 3025 uses the current detection values Iud, Ivd, and Iwd of the current sensor 21s as current detection values corresponding to the d-axis component and the q-axis component of the current detection value in the dq coordinate system, respectively. It can be converted to Idd and Iqd. The three-phase / two-phase conversion unit 3025 outputs the generated current detection values Idd and Iqd to the torque FB control unit 3026 and the monitoring unit 303.

トルクFB制御部3026は、トルク指令値に相当する電流操作量Idr,Iqrを実現するため、電流検出値Idd,Iqdに基づき、旋回用電動機21のトルクフィードバック制御を行う。具体的には、トルクFB制御部3026は、速度FB制御部3023と同様、既知のフィードバック制御手法、例えば、PI制御などを用いて、電流操作量Idrと電流検出値Iddとの差分、及び電流操作量Iqrと電流検出値Iqdとの差分に基づき、電流操作量Idr、Iqrに対応する旋回用電動機21のトルクを実現するためのdq座標系における電圧操作量Vdr,Vqrを生成する。トルクFB制御部3026は、生成した電圧操作量Vdr,Vqrを2相・3相変換部3027及び監視部303に出力する。   The torque FB control unit 3026 performs torque feedback control of the turning electric motor 21 based on the detected current values Idd and Iqd in order to realize the current operation amounts Idr and Iqr corresponding to the torque command values. Specifically, the torque FB control unit 3026 uses a known feedback control method, for example, PI control, and the difference between the current manipulated variable Idr and the current detection value Idd, as well as the speed FB control unit 3023, and the current Based on the difference between the manipulated variable Iqr and the detected current value Iqd, voltage manipulated variables Vdr and Vqr in the dq coordinate system for realizing the torque of the turning electric motor 21 corresponding to the current manipulated variables Idr and Iqr are generated. The torque FB control unit 3026 outputs the generated voltage operation amounts Vdr and Vqr to the two-phase / three-phase conversion unit 3027 and the monitoring unit 303.

2相・3相変換部3027は、電圧操作量Vdr,Vqrに対して、順パーク変換(forward Park Transformation)を適用し、静止座標系における2相交流の電圧操作量を生成すると共に、2相交流の電圧操作量から3相交流の電圧操作量Vur,Vvr,Vwrを生成する。2相・3相変換部3027は、生成した電圧操作量Vur,Vvr,Vwr、即ち、PWM駆動信号をインバータ18Bに出力する。これにより、旋回制御部302は、上部旋回体3の操作状態に応じて、インバータ18Bを駆動し、旋回用電動機21の駆動制御を行うことができる。   The two-phase / three-phase conversion unit 3027 applies forward park transformation to the voltage manipulated variables Vdr and Vqr to generate a two-phase AC voltage manipulated variable in a stationary coordinate system and Three-phase AC voltage operation amounts Vur, Vvr, and Vwr are generated from the AC voltage operation amount. The two-phase / three-phase conversion unit 3027 outputs the generated voltage operation amounts Vur, Vvr, Vwr, that is, the PWM drive signal to the inverter 18B. Thereby, the turning control unit 302 can drive the inverter 18B and perform drive control of the turning electric motor 21 in accordance with the operation state of the upper turning body 3.

監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常の発生を監視する。上部旋回体3の動作に関連する異常とは、レバー26Aへの操作入力に基づき、実際の上部旋回体3の動作を実現するまでの過程に関連する1又は複数の構成要素の異常を意味する。例えば、上部旋回体3の動作に関連する異常には、レバー26Aの操作状態を検出する圧力センサ29の異常が含まれうる。また、上部旋回体3の動作に関連する異常には、インバータ18Bの異常(過電流、過熱等)、旋回用電動機21の異常(過電流、過熱)等、上部旋回体3に旋回動作を行わせるハードウェアの異常が含まれうる。また、上部旋回体3の動作に関連する異常には、電流センサ21s、レゾルバ22等の上部旋回体3の旋回状態を検出する各種検出部の異常が含まれうる。また、上部旋回体3の動作に関連する異常には、旋回制御部302の機能を実現するソフトウェア処理の異常が含まれうる。特に、上部旋回体3の旋回状態を検出する各種検出部の異常やソフトウェアの異常が発生すると、旋回用電動機21が適切に制御されず、上部旋回体3が想定外の旋回動作をしてしまう可能性がある。具体的には、電流センサ21sにオフセット異常等が発生すると、電流検出値Iud,Iwd,Ivdが実際と乖離した値になってしまうため、誤った電流検出値Iud,Iwd,Ivdに基づく旋回制御部302による上部旋回体3の駆動制御により上部旋回体3が想定外の旋回動作をする可能性がある。また、例えば、レゾルバ22に磁極位置のずれ等の異常が発生すると、回転角検出値θdや速度検出値ωdが実際と乖離した値になってしまうため、誤った回転角検出値θd、速度検出値ωdに基づく旋回制御部302による旋回用電動機21の駆動制御により、上部旋回体3が想定外の旋回動作をする可能性がある。また、旋回制御部302のソフトウェア処理のバグ等の異常が発生すると、電流検出値Iud,Iwd,Ivd及び回転角検出値θdに基づく旋回用電動機21の駆動制御が適切に行われなくなるため、上部旋回体3が想定外の旋回動作をする可能性がある。これに対して、監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常があると判定した場合、上部旋回体3の旋回動作を制限する。これにより、上部旋回体3の動作に関連する異常に起因する、上部旋回体3の想定外の旋回動作を抑制することができる。以下、図4〜図7を参照して、上部旋回体3の動作に関連する異常に対する監視部303による異常処理について説明をする。   The monitoring unit 303 monitors the occurrence of an abnormality related to the operation of the upper swing body 3. The abnormality related to the operation of the upper swing body 3 means an abnormality of one or a plurality of components related to the process until the actual operation of the upper swing body 3 is realized based on the operation input to the lever 26A. . For example, the abnormality related to the operation of the upper swing body 3 may include an abnormality of the pressure sensor 29 that detects the operation state of the lever 26A. Further, the abnormality related to the operation of the upper swing body 3 includes the abnormality of the inverter 18B (overcurrent, overheating, etc.), the abnormality of the turning electric motor 21 (overcurrent, overheat), etc. Hardware anomalies can be included. Further, the abnormality related to the operation of the upper swing body 3 may include an abnormality of various detection units that detect the swing state of the upper swing body 3 such as the current sensor 21 s and the resolver 22. In addition, the abnormality related to the operation of the upper swing body 3 may include an abnormality in software processing that realizes the function of the swing control unit 302. In particular, when abnormality of various detection units or software that detects the turning state of the upper swing body 3 occurs, the swing electric motor 21 is not properly controlled, and the upper swing body 3 performs an unexpected swing operation. there is a possibility. Specifically, when an offset abnormality or the like occurs in the current sensor 21s, the current detection values Iud, Iwd, and Ivd become values that deviate from the actual values. Therefore, the turning control based on the erroneous current detection values Iud, Iwd, and Ivd. Due to the drive control of the upper swing body 3 by the unit 302, the upper swing body 3 may perform an unexpected swing operation. Further, for example, if an abnormality such as a deviation of the magnetic pole position occurs in the resolver 22, the rotation angle detection value θd and the speed detection value ωd are different from the actual values. Due to the drive control of the turning electric motor 21 by the turning control unit 302 based on the value ωd, the upper turning body 3 may perform an unexpected turning operation. Further, when an abnormality such as a bug in the software processing of the turning control unit 302 occurs, the drive control of the turning electric motor 21 based on the current detection values Iud, Iwd, Ivd and the rotation angle detection value θd is not appropriately performed. There is a possibility that the revolving structure 3 performs an unexpected revolving motion. In contrast, when the monitoring unit 303 determines that there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, the monitoring unit 303 limits the swing operation of the upper swing body 3. Thereby, the unexpected turning operation | movement of the upper turning body 3 resulting from the abnormality relevant to the operation | movement of the upper turning body 3 can be suppressed. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 7, an abnormality process by the monitoring unit 303 for an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 will be described.

まず、図4は、監視部303による異常処理の第1例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートによる処理は、例えば、ショベルの立ち上げシーケンス(電動発電機12、旋回用電動機21、インバータ18A,18B、昇降圧コンバータ100、キャパシタ19等を含む電気部品の起動処理)の完了後、ショベルが運転停止されるまでの間で、所定時間毎に繰り返し実行されてよい。また、本フローチャートによる処理は、例えば、ショベルの起動時(即ち、ショベルの立ち上げシーケンスの後)に行われてもよい。   First, FIG. 4 is a flowchart schematically showing a first example of abnormality processing by the monitoring unit 303. The processing according to this flowchart is, for example, after the excavator startup sequence (starting processing of electric components including the motor generator 12, the turning electric motor 21, the inverters 18A and 18B, the buck-boost converter 100, the capacitor 19, and the like) is completed. May be repeatedly executed at predetermined time intervals until the operation is stopped. Further, the processing according to this flowchart may be performed, for example, when the shovel starts (that is, after the shovel startup sequence).

尚、ステップS104、S106の処理の実行中に、メカニカルブレーキ23の作動が解除された場合、本フローチャートによる処理は終了する。また、ショベルの起動時における異常処理は、立ち上げシーケンスの一処理として実行されてもよい。   In addition, when the operation of the mechanical brake 23 is released during the execution of the processes of steps S104 and S106, the process according to this flowchart ends. Further, the abnormality process at the time of starting the excavator may be executed as one process of the startup sequence.

ステップS102にて、監視部303は、メカニカルブレーキ23が作動状態であるか否かを判定する。例えば、監視部303は、圧力センサ29の検出値に基づき、上部旋回体3の旋回操作が行われていないと判断する場合であって、速度検出値ωdが旋回停止を判定するための所定閾値以下である場合、メカニカルブレーキ23が作動状態であると判定し、それ以外の場合、メカニカルブレーキ23が作動状態でないと判定する。また、監視部303は、ブレーキ制御部301からブレーキ切替弁38に出力される作動信号及び非作動信号の出力状態をモニタリングすることにより、メカニカルブレーキ23が作動状態であるか否かを判定してもよい。また、監視部303は、ゲートロックSW34から出力されるゲートロック信号の出力状態(ON/OFF)をモニタリングすることにより、メカニカルブレーキ23の作動状態であるか否かを判定してもよい。監視部303は、メカニカルブレーキ23が作動状態である場合、ステップS104に進み、メカニカルブレーキ23が作動状態でない場合、今回の処理を終了する。   In step S102, the monitoring unit 303 determines whether or not the mechanical brake 23 is in an operating state. For example, when the monitoring unit 303 determines that the turning operation of the upper-part turning body 3 is not performed based on the detection value of the pressure sensor 29, the speed detection value ωd is a predetermined threshold value for determining the turning stop. In the following cases, it is determined that the mechanical brake 23 is in an operating state, and in other cases, it is determined that the mechanical brake 23 is not in an operating state. Further, the monitoring unit 303 determines whether or not the mechanical brake 23 is in an operating state by monitoring an output state of an operation signal and a non-operation signal output from the brake control unit 301 to the brake switching valve 38. Also good. The monitoring unit 303 may determine whether or not the mechanical brake 23 is in an operating state by monitoring the output state (ON / OFF) of the gate lock signal output from the gate lock SW 34. The monitoring unit 303 proceeds to step S104 when the mechanical brake 23 is in the operating state, and ends the current process when the mechanical brake 23 is not in the operating state.

ステップS104にて、監視部303は、圧力センサ29からの検出値とは無関係に、速度指令値ωcを"0"に設定し、旋回用電動機21をサーボON(通電)するように要求する要求信号を旋回制御部302(速度指令生成部3021)に出力する。これにより、旋回制御部302は、速度指令値ωcを"0"に設定し、旋回用電動機21の所謂0速制御を実行する。即ち、旋回制御部302は、監視部303からの要求に応じて、旋回用電動機21を停止状態にする駆動制御を行う。   In step S <b> 104, the monitoring unit 303 sets the speed command value ωc to “0” regardless of the detection value from the pressure sensor 29, and requests that the turning electric motor 21 be servo-ON (energized). The signal is output to the turning control unit 302 (speed command generation unit 3021). Thereby, the turning control unit 302 sets the speed command value ωc to “0”, and executes so-called zero speed control of the turning electric motor 21. That is, the turning control unit 302 performs drive control for stopping the turning electric motor 21 in response to a request from the monitoring unit 303.

尚、ステップS104にて、旋回制御部302は、旋回用電動機21を停止状態にする駆動制御として、0速制御の代わりに、0トルク制御を実行してもよい。この場合、監視部303は、圧力センサ29からの検出値とは無関係に、トルク操作量Trを"0"に設定し、旋回用電動機21をサーボON(通電)するように要求する要求信号を旋回制御部302に出力する。   In step S104, the turning control unit 302 may execute zero torque control instead of zero speed control as drive control for stopping the turning electric motor 21. In this case, the monitoring unit 303 sets a torque operation amount Tr to “0” regardless of the detection value from the pressure sensor 29, and outputs a request signal requesting that the turning electric motor 21 be servo-on (energized). Output to the turning control unit 302.

ステップS106にて、監視部303は、要求信号の出力から所定時間Tが経過したか否か、即ち、旋回制御部302による旋回用電動機21の0速制御の開始からの経過時間(旋回用電動機21の通電時間)が所定時間Tになったか否かを判定する。旋回制御部302は、所定時間Tが経過していない場合、ステップS106の処理を繰り返し、所定時間Tが経過した場合、ステップS108に進む。   In step S106, the monitoring unit 303 determines whether or not the predetermined time T has elapsed from the output of the request signal, that is, the elapsed time from the start of the zero speed control of the turning electric motor 21 by the turning control unit 302 (the electric motor for turning). It is determined whether or not (21 energization time) has reached a predetermined time T. The turning control unit 302 repeats the process of step S106 when the predetermined time T has not elapsed, and proceeds to step S108 when the predetermined time T has elapsed.

ステップS108にて、監視部303は、旋回用電動機21をサーボOFFするように要求する要求信号を旋回制御部302に送信する。これにより、旋回制御部302は、旋回用電動機21への通電を停止させる。   In step S <b> 108, the monitoring unit 303 transmits a request signal requesting that the turning electric motor 21 be servo-off to the turning control unit 302. Thereby, the turning control unit 302 stops energization of the turning electric motor 21.

ステップS110にて、監視部303は、上部旋回体3に関する異常があるか否かを判定する。具体的には、監視部303は、ステップS104、S106のサーボON期間中において、レバー26Aへの操作入力に基づき、実際の上部旋回体3の動作を実現するまでの過程に関連する少なくとも1つの構成要素の各種状態をモニタリングすることで異常の有無を判定してよい。例えば、監視部303は、ステップS104、S106のサーボON期間中において、インバータ18Bや旋回用電動機21から異常状態(過電流、過熱等)を示す信号を出力された場合、上部旋回体3の動作に関連する異常があると判定してよい。監視部303は、上部旋回体3に関する異常があると判定した場合、ステップS112に進み、上部旋回体3に関する異常がないと判定した場合、今回の処理を終了する。   In step S <b> 110, the monitoring unit 303 determines whether there is an abnormality related to the upper swing body 3. Specifically, the monitoring unit 303, during the servo-on period of steps S104 and S106, based on the operation input to the lever 26A, at least one process related to the actual operation of the upper swing body 3 is realized. The presence or absence of an abnormality may be determined by monitoring various states of the constituent elements. For example, when the monitoring unit 303 outputs a signal indicating an abnormal state (overcurrent, overheating, etc.) from the inverter 18B or the turning electric motor 21 during the servo ON period of steps S104 and S106, the operation of the upper turning body 3 is performed. It may be determined that there is an abnormality related to. If the monitoring unit 303 determines that there is an abnormality related to the upper swing body 3, the monitoring unit 303 proceeds to step S <b> 112, and if it determines that there is no abnormality related to the upper swing body 3, ends the current process.

ステップS112にて、監視部303は、上部旋回体3の動作を制限する制限制御を行う。以下、制限には、禁止が含まれる。例えば、監視部303は、ブレーキ制御部301に対して、操作装置26(レバー26A)における上部旋回体3の操作状態に関わらず、メカニカルブレーキ23の作動継続を要求する要求信号を出力し、メカニカルブレーキ23の作動状態を継続させてよい。また、例えば、監視部303は、旋回制御部302に対して制限要求を出力し、旋回制御部302による旋回用電動機21の駆動制御を制限してよい。この場合、監視部303は、操作装置26(レバー26A)における上部旋回体3の操作状態に依らず、旋回制御部302による旋回用電動機21の駆動制御を禁止してよい。また、監視部303は、操作装置26(レバー26A)における上部旋回体3の操作状態、即ち、圧力センサ29から旋回制御部302に入力される検出値を無効にすることにより、旋回制御部302による駆動制御を禁止してもよい。また、監視部303は、操作装置26(レバー26A)における上部旋回体3の操作状態に依らず、速度指令生成部3021により生成される速度指令値ωcに上限を設定することにより、旋回制御部302による駆動制御を制限してもよい。これにより、上部旋回体3の停止状態が維持される、或いは、上部旋回体3の動作が制限されるため、上部旋回体3の想定外の旋回動作を抑制することができる。また、監視部303は、併せて、音声やモニタ表示等によりキャビン10内のオペレータに対する警告を行う。これにより、オペレータに対して、上部旋回体3の動作に関連する異常の発生を認識させることができるため、サービスマンを呼んで、修理をしてもらう等の適切な行動を促すことができる。   In step S112, the monitoring unit 303 performs restriction control for restricting the operation of the upper swing body 3. Hereinafter, the restriction includes prohibition. For example, the monitoring unit 303 outputs a request signal for requesting continued operation of the mechanical brake 23 to the brake control unit 301 regardless of the operation state of the upper swing body 3 in the operating device 26 (lever 26A). The operating state of the brake 23 may be continued. For example, the monitoring unit 303 may output a restriction request to the turning control unit 302 and restrict the drive control of the turning electric motor 21 by the turning control unit 302. In this case, the monitoring unit 303 may prohibit the drive control of the turning electric motor 21 by the turning control unit 302 regardless of the operating state of the upper turning body 3 in the operating device 26 (lever 26A). In addition, the monitoring unit 303 invalidates the operation state of the upper swing body 3 in the operating device 26 (lever 26A), that is, the detection value input from the pressure sensor 29 to the swing control unit 302, thereby turning the swing control unit 302. The drive control by may be prohibited. In addition, the monitoring unit 303 sets an upper limit on the speed command value ωc generated by the speed command generation unit 3021 regardless of the operation state of the upper swing body 3 in the operating device 26 (lever 26A), thereby turning the control unit. The drive control by 302 may be limited. Accordingly, the stopped state of the upper swing body 3 is maintained, or the operation of the upper swing body 3 is restricted, so that an unexpected swing operation of the upper swing body 3 can be suppressed. In addition, the monitoring unit 303 warns the operator in the cabin 10 by voice, monitor display, or the like. Thereby, since an operator can recognize the occurrence of an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, an appropriate action such as calling a service person to have a repair performed can be urged.

尚、監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合(ステップS110のY)、併せて、油圧駆動される油圧作業要素(下部走行体1、ブーム4、アーム5、バケット6等)の動作を制限してもよい。これにより、上部旋回体3の動作のみが制限されることによるオペレータの違和感を緩和することができる。この場合、操作装置26とコントロールバルブ17の間の油圧ライン27に電磁式の減圧弁(不図示)を設ける。これにより、監視部303は、当該減圧弁を制御し、コントロールバルブ17に作用するパイロット圧を減圧して、操作装置26(レバー26A)における上部旋回体3の操作状態に依らず、油圧作業要素の動作を制限することができる。   When there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 (Y in step S110), the monitoring unit 303 is hydraulically driven hydraulically working elements (lower traveling body 1, boom 4, arm 5, bucket) 6 etc.) may be restricted. Thereby, an operator's uncomfortable feeling by restrict | limiting only operation | movement of the upper turning body 3 can be relieved. In this case, an electromagnetic pressure reducing valve (not shown) is provided in the hydraulic line 27 between the operating device 26 and the control valve 17. As a result, the monitoring unit 303 controls the pressure reducing valve to reduce the pilot pressure acting on the control valve 17 so that the hydraulic work element does not depend on the operating state of the upper swing body 3 in the operating device 26 (lever 26A). Can be restricted.

このように、本例では、コントローラ30は、例えば、ショベルの起動時に、メカニカルブレーキ23が作動している状態で、旋回用電動機21に所定時間Tだけ通電(サーボON)し、上部旋回体3の操作が行われない限り、その後もメカニカルブレーキ23が作動している状態を維持させる。従って、メカニカルブレーキ23が作動している状態であるため、上部旋回体3を動作させることなく、旋回用電動機21に所定時間Tだけ通電させることができる。よって、上部旋回体3を動作させることなく、上部旋回体3の動作に関連する異常の有無を判定することができる。また、所定時間Tの通電期間の終了後もメカニカルブレーキ23が作動している状態を維持するため、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合であっても、上部旋回体3の想定外の旋回動作を抑制することができる。そのため、ショベルの安全性を更に高めることができる。   Thus, in this example, the controller 30 energizes (servo-ON) the turning electric motor 21 for a predetermined time T while the mechanical brake 23 is operating, for example, when the excavator is activated, and the upper turning body 3. As long as the above operation is not performed, the state where the mechanical brake 23 is still operated is maintained. Therefore, since the mechanical brake 23 is operating, the turning electric motor 21 can be energized for a predetermined time T without operating the upper turning body 3. Therefore, it is possible to determine whether there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 without operating the upper swing body 3. Further, in order to maintain the state in which the mechanical brake 23 is operating even after the energization period of the predetermined time T is finished, even if there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, the upper swing body 3 is assumed. Outside turning motion can be suppressed. Therefore, the safety of the excavator can be further enhanced.

また、本例では、コントローラ30は、ショベルの起動時に、メカニカルブレーキ23が作動している状態で、旋回用電動機21に所定時間Tだけ通電(サーボON)し、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合に、上部旋回体3の動作を制限する。例えば、コントローラ30(監視部303)は、旋回制御部302による旋回用電動機21の駆動制御を制限することにより、上部旋回体3の動作を制限する。また、例えば、コントローラ30は、レバー26Aにより上部旋回体3の操作が行われても、メカニカルブレーキ23を作動継続させることにより、上部旋回体3の停止状態を維持する(上部旋回体3の動作を禁止する)。また、例えば、コントローラ30は、レバー26Aにより上部旋回体3の動作が行われても、旋回制御部302による旋回用電動機21の駆動制御を禁止することにより、上部旋回体3の動作を制限する。これにより、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合であっても、上部旋回体3の動作が制限されるため、上部旋回体3の想定外の旋回動作を抑制することができる。そのため、ショベルの安全性を更に高めることができる。   Further, in this example, the controller 30 energizes the servo motor 21 for a predetermined time T (servo ON) while the mechanical brake 23 is operating when the excavator is activated, and relates to the operation of the upper swing body 3. When there is an abnormality to be performed, the operation of the upper swing body 3 is limited. For example, the controller 30 (monitoring unit 303) limits the operation of the upper swing body 3 by limiting the drive control of the turning electric motor 21 by the turning control unit 302. For example, the controller 30 maintains the stopped state of the upper swing body 3 by continuing the operation of the mechanical brake 23 even if the upper swing body 3 is operated by the lever 26A (operation of the upper swing body 3). Is prohibited). For example, even if the operation of the upper swing body 3 is performed by the lever 26 </ b> A, the controller 30 restricts the operation of the upper swing body 3 by prohibiting the drive control of the turning electric motor 21 by the swing control unit 302. . Thereby, even if there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, the operation of the upper swing body 3 is limited, and therefore an unexpected swing operation of the upper swing body 3 can be suppressed. Therefore, the safety of the excavator can be further enhanced.

続いて、図5は、監視部303による異常処理の第2例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートによる処理は、第1例(図4)と同様、例えば、ショベルの立ち上げシーケンスの完了後、ショベルが運転停止されるまでの間で、所定時間毎に繰り返し実行されてよい。また、本フローチャートによる処理は、第1例(図4)と同様、例えば、ショベルの起動時(即ち、ショベルの立ち上げシーケンスの後)に行われてもよい。また、ショベルの起動時における異常処理は、第1例(図4)と同様、立ち上げシーケンスの一処理として実行されてもよい。   Next, FIG. 5 is a flowchart schematically showing a second example of abnormality processing by the monitoring unit 303. Similar to the first example (FIG. 4), for example, the processing according to this flowchart may be repeatedly executed at predetermined time intervals after the excavator startup sequence is completed until the excavator is stopped. Moreover, the process by this flowchart may be performed at the time of the shovel starting (that is, after the shovel starting sequence), for example, as in the first example (FIG. 4). Further, the abnormality process at the time of starting the excavator may be executed as one process of the startup sequence as in the first example (FIG. 4).

本例(図5)に係る異常処理は、ステップS102とステップS104の間に、ステップS103が追加され、ステップS110におけるNの場合に、ステップS111の処理が追加される点で、第1例(図4)に係る異常処理と異なる。以下、第1例(図4)と異なる部分を中心に説明する。   The abnormality process according to this example (FIG. 5) is the first example (step S103 is added between step S102 and step S104, and in the case of N in step S110, the process of step S111 is added. This is different from the abnormality process according to FIG. Hereinafter, a description will be given focusing on the differences from the first example (FIG. 4).

ステップS102にて、メカニカルブレーキ23が作動状態であると判定された場合、ステップS103にて、監視部303は、ブレーキ制御部301に対して、レバー26Aの操作状態に依らず、メカニカルブレーキ23の作動状態を維持する要求(作動ロック要求)を出力する。これにより、ブレーキ制御部301は、レバー26Aの操作状態に依らず、ブレーキ切替弁38に作動信号を送信し、メカニカルブレーキ23の作動状態を維持する。   When it is determined in step S102 that the mechanical brake 23 is in the operating state, in step S103, the monitoring unit 303 instructs the brake control unit 301 of the mechanical brake 23 regardless of the operation state of the lever 26A. A request to maintain the operation state (operation lock request) is output. Accordingly, the brake control unit 301 transmits an operation signal to the brake switching valve 38 regardless of the operation state of the lever 26A, and maintains the operation state of the mechanical brake 23.

ステップS110にて、監視部303は、第1例(図4)の場合と同様、上部旋回体3に関する異常があるか否かを判定する。監視部303は、上部旋回体3に関する異常がないと判定した場合、ステップS111に進み、上部旋回体3に関する異常があると判定した場合、ステップS112に進む。   In step S110, the monitoring unit 303 determines whether there is an abnormality related to the upper swing body 3 as in the case of the first example (FIG. 4). If the monitoring unit 303 determines that there is no abnormality related to the upper swing body 3, the process proceeds to step S111. If the monitoring unit 303 determines that there is an abnormality related to the upper swing body 3, the process proceeds to step S112.

ステップS111にて、監視部303は、ブレーキ制御部301に対して、メカニカルブレーキ23の作動ロックを解除する要求(作動ロック解除要求)を出力する。これにより、ブレーキ制御部301は、通常のメカニカルブレーキ23の作動条件に応じて、ブレーキ切替弁38に作動信号或いは非作動信号を送信し、メカニカルブレーキ23の作動制御を行う状態に復帰する。   In step S <b> 111, the monitoring unit 303 outputs a request to release the operation lock of the mechanical brake 23 (operation lock release request) to the brake control unit 301. Accordingly, the brake control unit 301 returns an operation signal or a non-operation signal to the brake switching valve 38 according to the normal operation condition of the mechanical brake 23 and returns to a state in which the operation control of the mechanical brake 23 is performed.

一方、ステップS112にて、監視部303は、第1例(図4)の場合と同様、監視部303は、上部旋回体3の動作を制限する制限制御を行う。   On the other hand, in step S112, the monitoring unit 303 performs restriction control for limiting the operation of the upper swing body 3 as in the case of the first example (FIG. 4).

このように、本例では、コントローラ30は、例えば、ショベルの起動時に、メカニカルブレーキ23が作動している状態で、旋回用電動機21に所定時間Tだけ通電(サーボON)し、上部旋回体3の操作状態に依らず、メカニカルブレーキ23を作動状態に維持することにより、その後もメカニカルブレーキ23が作動している状態を維持させる。これにより、所定時間Tの通電期間の終了後も積極的にメカニカルブレーキ23が作動している状態を維持するため、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合に、上部旋回体3の操作が行われても、上部旋回体3の想定外の旋回動作を抑制することができる。そのため、ショベルの安全性を更に高めることができる。   Thus, in this example, the controller 30 energizes (servo-ON) the turning electric motor 21 for a predetermined time T while the mechanical brake 23 is operating, for example, when the excavator is activated, and the upper turning body 3. Regardless of the operation state, by maintaining the mechanical brake 23 in the operating state, the state in which the mechanical brake 23 is operating is maintained thereafter. Thereby, in order to maintain the state in which the mechanical brake 23 is actively operating even after the energization period of the predetermined time T is ended, when there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, Even if the operation is performed, an unexpected turning motion of the upper swing body 3 can be suppressed. Therefore, the safety of the excavator can be further enhanced.

続いて、図6は、監視部303による異常処理の第3例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、第1例(図4)、第2例(図5)と同様、例えば、ショベルの立ち上げシーケンスの完了後、ショベルが運転停止されるまでの間で、所定時間毎に繰り返し実行されてよい。また、本フローチャートによる処理は、第1例(図4)、第2例(図5)と同様、例えば、ショベルの起動時(即ち、ショベルの立ち上げシーケンスの後)に行われてもよい。   Next, FIG. 6 is a flowchart schematically showing a third example of the abnormality process by the monitoring unit 303. The process of this flowchart is the same as in the first example (FIG. 4) and the second example (FIG. 5). For example, after the excavator startup sequence is completed, the excavator is stopped every predetermined time. It may be executed repeatedly. Further, the processing according to this flowchart may be performed at the time of starting the shovel (that is, after the shovel startup sequence), for example, as in the first example (FIG. 4) and the second example (FIG. 5).

本例(図6)に係る異常処理は、ステップS102の処理の前にステップS101が追加され、ステップS112の処理の後に、ステップS114の処理が追加される点で、第2例(図4)に係る異常処理と異なる。以下、第2例(図5)と異なる部分を中心に説明を行う。   The abnormality process according to this example (FIG. 6) is the second example (FIG. 4) in that step S101 is added before the process of step S102, and the process of step S114 is added after the process of step S112. It is different from the abnormal processing concerning. In the following, description will be made centering on differences from the second example (FIG. 5).

尚、異常フラグFは、例えば、コントローラ30に内蔵されるEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の不揮発性の記憶装置に格納され、その初期値は、"0"に設定される。また、異常フラグFは、例えば、ショベルに設けられる所定の接続端子を通じて、コントローラ30に接続可能なダイアグツールからのコマンドに応じて、初期化(F="0")が可能な態様であってよい。   The abnormality flag F is stored in, for example, a nonvolatile storage device such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) built in the controller 30 and its initial value is set to “0”. Further, the abnormality flag F can be initialized (F = “0”) according to a command from a diagnostic tool that can be connected to the controller 30 through a predetermined connection terminal provided on the excavator, for example. Good.

ステップS101にて、監視部303は、異常フラグFが"1"であるか否かを判定する。監視部303は、異常フラグFが"1"でない場合、ステップS102に進んで、第2例(図5)の場合と同様、ステップS102〜S112の処理を実行し、異常フラグFが"1"である場合、ステップS112に進む。   In step S101, the monitoring unit 303 determines whether or not the abnormality flag F is “1”. When the abnormality flag F is not “1”, the monitoring unit 303 proceeds to step S102 and executes the processing of steps S102 to S112 as in the case of the second example (FIG. 5), and the abnormality flag F is “1”. If so, the process proceeds to step S112.

ステップS112にて、監視部303は、第1例(図4)、第2例(図5)の場合と同様、上部旋回体3の動作を制限する制限制御を行う。   In step S112, the monitoring unit 303 performs restriction control for restricting the operation of the upper swing body 3 as in the first example (FIG. 4) and the second example (FIG. 5).

ステップS114にて、監視部303は、不揮発性の記憶装置に格納される異常フラグFを"1"に設定(既に、"1"である場合は、維持)し、今回の処理を終了する。   In step S114, the monitoring unit 303 sets the abnormality flag F stored in the non-volatile storage device to “1” (maintained if already “1”), and ends the current process.

このように、本例では、監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合、異常フラグFを異常であることを示す"1"に更新する。即ち、監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常がある場合、当該異常を示すフラグ(F=1)を不揮発性の記憶装置に記憶させる。これにより、ステップS101の処理のように、異常を示すフラグが不揮発性の記憶装置に記憶されている場合(即ち、異常フラグFが1である場合)、直ぐに、上部旋回体3の動作に関連する異常があると判定することができる。そのため、1度でも上部旋回体3の動作に関連する異常があると判定されると、例えば、異常箇所の修理が完了して異常フラグFが初期化されない限り、ショベルが再起動されても、常に、上部旋回体3の動作が制限される。よって、ショベルの安全性を更に高めることができる。   As described above, in this example, when there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, the monitoring unit 303 updates the abnormality flag F to “1” indicating that it is abnormal. That is, when there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, the monitoring unit 303 stores a flag (F = 1) indicating the abnormality in a nonvolatile storage device. As a result, when a flag indicating abnormality is stored in the nonvolatile storage device (that is, when the abnormality flag F is 1) as in the process of step S101, immediately, the operation is related to the operation of the upper swing body 3. It can be determined that there is an abnormality to be performed. Therefore, if it is determined that there is an abnormality related to the operation of the upper-part turning body 3, even if the excavator is restarted, for example, unless the repair of the abnormal part is completed and the abnormality flag F is initialized, The operation of the upper swing body 3 is always limited. Therefore, the safety of the excavator can be further enhanced.

尚、本例に係る異常処理は、第2例(図5)の異常処理にステップS101、S114が追加される態様であったが、第1例(図4)の異常処理にステップS101、S114が追加されてもよい。この場合も同様の作用・効果を奏する。   The abnormality process according to this example is a mode in which steps S101 and S114 are added to the abnormality process of the second example (FIG. 5), but steps S101 and S114 are added to the abnormality process of the first example (FIG. 4). May be added. In this case, the same operation and effect are obtained.

続いて、図7は、監視部303による異常処理の第4例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、第1例(図4)〜第3例(図6)と同様、例えば、ショベルの立ち上げシーケンスの完了後、ショベルが運転停止されるまでの間で、所定時間毎に繰り返し実行されてよい。また、本フローチャートによる処理は、第1例(図4)〜第3例(図6)と同様、例えば、ショベルの起動時(即ち、ショベルの立ち上げシーケンスの後)に行われてもよい。また、ショベルの起動時における異常処理は、第1例(図4)〜第3例(図6)と同様、立ち上げシーケンスの一処理として実行されてもよい。   Next, FIG. 7 is a flowchart schematically showing a fourth example of abnormality processing by the monitoring unit 303. The process of this flowchart is the same as in the first example (FIG. 4) to the third example (FIG. 6). For example, after the excavator startup sequence is completed, the excavator is stopped every predetermined time. It may be executed repeatedly. Further, the processing according to this flowchart may be performed, for example, when the shovel starts (that is, after the shovel startup sequence), as in the first example (FIG. 4) to the third example (FIG. 6). Moreover, the abnormality process at the time of starting of the shovel may be executed as one process of the start-up sequence as in the first example (FIG. 4) to the third example (FIG. 6).

本例(図7)に係る異常処理は、ステップS110の処理、即ち、上部旋回体3に関する異常があるか否かを判定する処理の具体例として、上部旋回体3の旋回状態を検出する各種検出部の異常やソフトウェアの異常の有無を判定する処理が含まれる点で第1例(図4)と異なる。以下、第1例(図4)と異なる部分を中心に説明を行う。   The abnormality process according to the present example (FIG. 7) includes various processes for detecting the turning state of the upper swing body 3 as a specific example of the process of step S110, that is, a process for determining whether or not there is an abnormality related to the upper swing body 3. It differs from the first example (FIG. 4) in that it includes processing for determining whether there is an abnormality in the detection unit or software. Hereinafter, a description will be given focusing on the differences from the first example (FIG. 4).

本例に係るステップS110の処理は、ステップS1101〜S1104の処理を含む。   The process of step S110 according to this example includes the processes of steps S1101 to S1104.

ステップS1101にて、監視部303は、監視部303は、サーボON期間中(ステップS104〜S106)における電流検出値Idd、Iqdの少なくとも一方が、旋回用電動機21の停止状態に対応する条件を満足しない状態にあるか否かを判定する。具体的には、監視部303は、電流検出値Iddが所定閾値Iddthより大きいこと、及び電流検出値Iqdが所定閾値Iqdthより大きいことの少なくとも一方を満足するか否かを判定する。監視部303は、当該判定条件を満足しない場合、ステップS1102に進み、当該判定条件を満足する場合、ステップS1104に進む。   In step S1101, the monitoring unit 303 satisfies the condition that at least one of the current detection values Idd and Iqd during the servo ON period (steps S104 to S106) corresponds to the stop state of the turning electric motor 21. It is determined whether it is in a state not to be performed. Specifically, the monitoring unit 303 determines whether or not at least one of the current detection value Idd is greater than a predetermined threshold value Iddth and the current detection value Iqd is greater than a predetermined threshold value Iqdth is satisfied. The monitoring unit 303 proceeds to step S1102 when the determination condition is not satisfied, and proceeds to step S1104 when the determination condition is satisfied.

尚、所定閾値Iddth,Iqdthは、例えば、電流センサ21s、レゾルバ22の検出誤差等を考慮して、旋回用電動機21に電流が流れていないと判定可能な最小値として設定されてよい。   The predetermined threshold values Iddth and Iqdth may be set as minimum values that can be determined that no current is flowing in the turning electric motor 21 in consideration of detection errors of the current sensor 21s and the resolver 22, for example.

ステップS1102にて、監視部303は、サーボON期間中(ステップS104〜S106)における電圧操作量Vdr、Vqrの少なくとも一方が、旋回用電動機21の停止状態に対応する条件を満足しない状態にあるか否かを判定する。具体的には、監視部303は、電圧操作量Vdrが所定閾値Vdrthより大きいこと、及び電圧操作量Vqrが所定閾値Vqrthより大きいことの少なくとも一方を満足するか否かを判定する。監視部303は、当該判定条件を満足しない場合、ステップS1103に進み、当該判定条件を満足する場合、ステップS1104に進む。   In step S1102, the monitoring unit 303 determines whether at least one of the voltage operation amounts Vdr and Vqr during the servo ON period (steps S104 to S106) does not satisfy the condition corresponding to the stop state of the turning electric motor 21. Determine whether or not. Specifically, the monitoring unit 303 determines whether or not at least one of the voltage operation amount Vdr being greater than the predetermined threshold value Vdrth and the voltage operation amount Vqr being greater than the predetermined threshold value Vqrth is satisfied. The monitoring unit 303 proceeds to step S1103 when the determination condition is not satisfied, and proceeds to step S1104 when the determination condition is satisfied.

尚、所定閾値Vdrth,Vqrthは、例えば、電流センサ21s、レゾルバ22の検出誤差等を考慮して、旋回用電動機21の印加電圧が0であると判定可能な最小値として設定されてよい。   The predetermined threshold values Vdrth and Vqrth may be set as minimum values that can be determined that the applied voltage of the turning electric motor 21 is 0 in consideration of detection errors of the current sensor 21s and the resolver 22, for example.

ステップS1103にて、監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常、具体的には、上部旋回体3の旋回状態を検出する各種検出部の異常やソフトウェアの異常がない、即ち、上部旋回体3の動作が正常であると判定する。旋回制御部302による0速制御が行われる状況において、電流検出値Idd,Iqd、及び電圧操作量Vdr,Vqrが旋回用電動機21の停止状態に対応する条件を満足しているからである。   In step S1103, the monitoring unit 303 has no abnormality related to the operation of the upper swing body 3, specifically, no abnormality of various detection units or software for detecting the turning state of the upper swing body 3, that is, It is determined that the operation of the upper swing body 3 is normal. This is because the current detection values Idd and Iqd and the voltage operation amounts Vdr and Vqr satisfy the conditions corresponding to the stop state of the turning electric motor 21 in the situation where the zero speed control is performed by the turning control unit 302.

一方、ステップS1104にて、監視部303は、上部旋回体3の動作に関連する異常、具体的には、上部旋回体3の旋回状態を検出する各種検出部の異常やソフトウェアの異常があると判定する。旋回制御部302による0速制御が行われる状況において、電流検出値Idd,Iqd、及び電圧操作量Vdr,Vqrの少なくとも1つが、旋回用電動機21の停止状態に対応する条件を満足していないからである。   On the other hand, in step S1104, the monitoring unit 303 detects that there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, specifically, an abnormality of various detection units that detect the turning state of the upper swing body 3, or an abnormality of software. judge. In the situation where the zero speed control is performed by the turning control unit 302, at least one of the current detection values Idd and Iqd and the voltage operation amounts Vdr and Vqr does not satisfy the condition corresponding to the stop state of the turning electric motor 21. It is.

尚、本例では、上部旋回体3の動作に関連する異常の有無の判定と、上部旋回体3の動作の制限の双方が行われるが、何れか一方が行われる態様であってもよい。即ち、図7の処理において、ステップS1104とステップS112の何れか一方の処理は、省略されてもよい。また、本例では、電流検出値Idd,Iqdや電圧操作量Vdr,Vqrが、上部旋回体3の停止状態に対応する条件を満足するか否かに基づき、上部旋回体3の動作に関連する異常の有無を判定するが、他の検出値(速度検出値ωd)や他の操作量(トルク操作量Tr、電流操作量Idr,Iqr等)が、上部旋回体3の停止状態に対応する条件を満足するか否かに基づき、上部旋回体3の動作に関連する異常の有無を判定してもよい。また、本例では、ベクトル制御を前提として、直流で表現される電流検出値Idd,Iqd及び電圧操作量Vdr,Vqrが、上部旋回体3の停止状態に対応する条件を満足するか否かに基づき、上部旋回体3の動作に関連する異常の有無を判定するが、ベクトル制御の採用の有無に関わらず、三相交流の検出値や操作量を用いてもよい。この場合、監視部303は、例えば、電流検出値Iud,Ivd,Iwdの少なくとも1つ、又は電圧操作量Vur,Vvr,Vwrの少なくとも1つが、時間経過に応じて変化していると判断できる場合(例えば、時間経過に対して所定閾値を超えて変化している場合)、上部旋回体3の動作に関連する異常があると判定してよい。   In this example, both the determination of the presence / absence of an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 and the limitation of the operation of the upper swing body 3 are performed. However, either one may be performed. That is, in the process of FIG. 7, one of steps S1104 and S112 may be omitted. Further, in this example, the current detection values Idd and Iqd and the voltage operation amounts Vdr and Vqr are related to the operation of the upper swing body 3 based on whether or not the conditions corresponding to the stopped state of the upper swing body 3 are satisfied. It is determined whether or not there is an abnormality, but other detection values (speed detection value ωd) and other operation amounts (torque operation amount Tr, current operation amounts Idr, Iqr, etc.) correspond to conditions in which the upper swing body 3 is stopped. Whether or not there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 may be determined based on whether or not the above is satisfied. Further, in this example, on the premise of vector control, whether or not the current detection values Idd and Iqd and voltage operation amounts Vdr and Vqr expressed in direct current satisfy the condition corresponding to the stopped state of the upper swing body 3. Based on this, the presence or absence of an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 is determined. However, a detected value or an operation amount of a three-phase alternating current may be used regardless of whether or not vector control is employed. In this case, for example, the monitoring unit 303 can determine that at least one of the current detection values Iud, Ivd, and Iwd or at least one of the voltage operation amounts Vur, Vvr, and Vwr has changed with the passage of time. (For example, when it has changed over a predetermined threshold with respect to the passage of time), it may be determined that there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3.

このように、本例では、コントローラ30は、メカニカルブレーキ23が作動している状態で、旋回用電動機21を停止状態にする駆動制御(例えば、0速制御)を行う。そして、コントローラ30は、当該駆動制御(0速制御)の実行中において、電流センサ21s、レゾルバ22の検出値、又は旋回用電動機21を駆動制御するために検出値に基づき生成される操作量が、旋回用電動機21の停止状態に対応する条件を満足しない場合、上部旋回体3の動作に関連する異常があると判定する、又は、旋回用電動機21の駆動制御を制限する。これにより、メカニカルブレーキ23が作動しているため、上部旋回体3を動作させることなく、上部旋回体3の動作に関連する異常があるか否かを判定したり、当該異常に対応して上部旋回体3の動作を制限したりすることができる。   As described above, in this example, the controller 30 performs drive control (for example, zero speed control) for stopping the turning electric motor 21 while the mechanical brake 23 is operating. Then, during the execution of the drive control (zero speed control), the controller 30 generates an operation amount generated based on the detection value for controlling the drive value of the current sensor 21s, the resolver 22 or the turning electric motor 21. When the condition corresponding to the stop state of the turning electric motor 21 is not satisfied, it is determined that there is an abnormality related to the operation of the upper turning body 3, or the drive control of the turning electric motor 21 is limited. Thereby, since the mechanical brake 23 is operating, it is determined whether or not there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 without operating the upper swing body 3, or the upper part corresponding to the abnormality The operation of the swing body 3 can be restricted.

また、本実施形態では、ベクトル制御を前提として、直流で表現される電流検出値Idd,Iqd及び電圧操作量Vdr,Vqrを用いて、上部旋回体3の動作に関連する異常の有無を判定する。これにより、上部旋回体3の停止状態に対応する条件として、直流で表現される電流検出値Idd,Iqd及び電圧操作量Vdr,Vqrのそれぞれと、所定閾値Vdrth,Vqrth及び所定閾値Iddth,Iqdthとの大小を対比するだけでよい。そのため、上部旋回体3の動作に関連する異常、具体的には、上部旋回体3の旋回状態を検出する各種検出部の異常やソフトウェアの異常の有無を比較的容易に判定することができる。   Further, in the present embodiment, on the premise of vector control, the presence / absence of an abnormality related to the operation of the upper swing body 3 is determined using the current detection values Idd and Iqd expressed in direct current and the voltage operation amounts Vdr and Vqr. . Thus, as conditions corresponding to the stopped state of the upper swing body 3, the current detection values Idd and Iqd expressed in direct current and the voltage manipulated variables Vdr and Vqr, the predetermined thresholds Vdrth and Vqrth, and the predetermined thresholds Iddth and Iqdth, It is only necessary to compare the sizes of. Therefore, it is possible to relatively easily determine whether there is an abnormality related to the operation of the upper swing body 3, specifically, the abnormality of various detection units that detect the turning state of the upper swing body 3 or the software.

尚、本例に係る異常処理は、第1例(図4)の異常処理におけるステップS110をステップS1101〜1104の処理に置換したが、第2例(図5)或いは第3例(図6)の異常処理におけるステップS110を、ステップS1101〜1104の処理に置換してもよい。この場合も同様の作用・効果を奏する。   In the abnormality process according to this example, step S110 in the abnormality process of the first example (FIG. 4) is replaced with the process of steps S1101 to 1104. However, the second example (FIG. 5) or the third example (FIG. 6). Step S110 in the abnormal process may be replaced with the processes in steps S1101 to S1104. In this case, the same operation and effect are obtained.

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was explained in full detail, this invention is not limited to this specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various Can be modified or changed.

1 下部走行体(油圧動作要素)
1A,1B 走行油圧モータ(油圧動作要素)
3 上部旋回体(旋回体)
4 ブーム(油圧動作要素)
5 アーム(油圧動作要素)
6 バケット(油圧動作要素)
18B インバータ
19 キャパシタ
21 旋回用電動機(電動機)
21s 電流センサ(検出部、電流検出部)
22 レゾルバ(検出部、回転位置検出部)
23 メカニカルブレーキ
26 操作装置
26A レバー
29 圧力センサ
30 コントローラ(制御装置)
32 ゲートロックレバー
34 ゲートロックスイッチ
36 ゲートロック切替弁
38 ブレーキ切替弁
301 ブレーキ制御部
302 旋回制御部
303 監視部
1 Undercarriage (hydraulic operation element)
1A, 1B Traveling hydraulic motor (hydraulic operating element)
3 Upper swing body (revolving body)
4 Boom (hydraulic operating element)
5 Arm (hydraulic operating element)
6 Bucket (hydraulic operating element)
18B Inverter 19 Capacitor 21 Turning motor (motor)
21s current sensor (detection unit, current detection unit)
22 Resolver (detection unit, rotation position detection unit)
23 Mechanical brake 26 Operating device 26A Lever 29 Pressure sensor 30 Controller (control device)
32 Gate lock lever 34 Gate lock switch 36 Gate lock switching valve 38 Brake switching valve 301 Brake control unit 302 Turning control unit 303 Monitoring unit

Claims (13)

旋回体と、
前記旋回体を駆動する電動機と、
前記旋回体を機械的に停止させるメカニカルブレーキと、
前記電動機の駆動制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、ショベルの起動時に、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機に所定時間通電し、その後も前記メカニカルブレーキが作動している状態を維持させる、
ショベル。
A swivel,
An electric motor for driving the revolving structure;
A mechanical brake for mechanically stopping the swivel body;
A control device that performs drive control of the electric motor,
The control device energizes the electric motor for a predetermined time while the mechanical brake is operating at the time of starting the excavator, and maintains the state in which the mechanical brake is operated thereafter.
Excavator.
前記制御装置は、ショベルの起動時に、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機に前記所定時間通電し、前記旋回体の動作に関連する異常がある場合に、前記旋回体の動作を制限する、
請求項1に記載のショベル。
When the excavator is activated, the control device energizes the electric motor for a predetermined period of time while the mechanical brake is in operation, and when there is an abnormality related to the operation of the revolving body, Restrict,
The excavator according to claim 1.
前記制御装置は、ショベルの起動時に、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機に前記所定時間通電し、前記旋回体の動作に関連する異常がある場合、前記駆動制御を制限する、
請求項2に記載のショベル。
When the excavator is activated, the control device energizes the electric motor for a predetermined time in a state where the mechanical brake is operating, and restricts the drive control when there is an abnormality related to the operation of the revolving structure.
The shovel according to claim 2.
前記制御装置は、前記旋回体の動作に関連する異常がある場合、前記旋回体の操作が行われても、前記旋回体の停止状態を維持させる、
請求項1又は2に記載のショベル。
The control device, when there is an abnormality related to the operation of the swing body, maintains the stopped state of the swing body even if the swing body is operated.
The shovel according to claim 1 or 2.
前記制御装置は、前記旋回体の動作に関連する異常がある場合、前記旋回体の操作が行われても、前記メカニカルブレーキを作動継続させることにより、前記旋回体の停止状態を維持させる、
請求項4に記載のショベル。
When there is an abnormality related to the operation of the revolving structure, the control device maintains the stopped state of the revolving structure by continuing to operate the mechanical brake even if the operation of the revolving structure is performed.
The excavator according to claim 4.
前記制御装置は、前記旋回体の動作に関連する異常がある場合、前記旋回体の操作が行われても、前記駆動制御を禁止することにより、前記旋回体の停止状態を維持させる、
請求項4に記載のショベル。
The control device, when there is an abnormality related to the operation of the swing body, maintains the stopped state of the swing body by prohibiting the drive control even if the swing body is operated.
The excavator according to claim 4.
油圧駆動される油圧作業要素を備え、
前記旋回体の動作に関連する異常がある場合、前記油圧作業要素の操作が行われても、前記油圧作業要素は、作動しない、
請求項2乃至6の何れか一項に記載のショベル。
With hydraulic working elements that are hydraulically driven,
When there is an abnormality related to the operation of the swivel body, even if the hydraulic work element is operated, the hydraulic work element does not operate.
The excavator according to any one of claims 2 to 6.
不揮発性の記憶装置を備え、
前記制御装置は、前記旋回体の動作に関連する異常がある場合、当該異常を示すフラグを記憶装置に記憶させる、
請求項2乃至7の何れか一項に記載のショベル。
A non-volatile storage device,
When there is an abnormality related to the operation of the revolving structure, the control device stores a flag indicating the abnormality in a storage device.
The excavator according to any one of claims 2 to 7.
旋回体と、
前記旋回体を駆動する電動機と、
前記電動機の駆動状態を検出する検出部と、
前記旋回体を機械的に停止させるメカニカルブレーキと、
前記検出部の検出値に基づき、前記電動機の駆動制御を行う制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機を停止状態にする駆動制御を行い、前記検出部の検出値、又は前記電動機を駆動制御するために前記検出値に基づき生成される操作量が、前記電動機の停止状態に対応する所定条件を満足しない場合、前記旋回体の動作に関連する異常があると判定する、又は前記電動機の駆動制御を制限する、
ショベル。
A swivel,
An electric motor for driving the revolving structure;
A detection unit for detecting a driving state of the electric motor;
A mechanical brake for mechanically stopping the swivel body;
A control device that performs drive control of the electric motor based on a detection value of the detection unit,
The control device performs drive control for stopping the electric motor in a state where the mechanical brake is operated, and is generated based on the detection value of the detection unit or the detection value for driving control of the electric motor. When the operation amount to be performed does not satisfy the predetermined condition corresponding to the stop state of the electric motor, it is determined that there is an abnormality related to the operation of the revolving structure, or the drive control of the electric motor is limited.
Excavator.
前記検出部は、前記電動機の電流を検出する電流検出部を含み、
前記制御装置は、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機を停止状態にする駆動制御を行い、前記電流検出部の電流検出値が、前記電流検出値の前記所定条件を満足しない場合、又は前記電流検出値に基づき生成される電圧操作量が、前記電圧操作量の前記所定条件を満足しない場合、前記旋回体の動作に関連する異常があると判定する、又は前記電動機の駆動制御を制限する、
請求項9に記載のショベル。
The detection unit includes a current detection unit that detects a current of the electric motor,
The control device performs drive control for stopping the electric motor in a state where the mechanical brake is operating, and a current detection value of the current detection unit does not satisfy the predetermined condition of the current detection value Or if the voltage manipulated variable generated based on the detected current value does not satisfy the predetermined condition of the voltage manipulated variable, it is determined that there is an abnormality related to the operation of the swing body, or the drive control of the electric motor Limit,
The excavator according to claim 9.
前記制御装置は、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機を停止状態にする駆動制御を行い、前記電流検出値又は前記電圧操作量が、前記電動機に電流が流れていることを表す場合、前記旋回体の動作に関連する異常があると判定する、又は前記電動機の駆動制御を制限する、
請求項10に記載のショベル。
The control device performs drive control for stopping the electric motor in a state where the mechanical brake is operating, and the current detection value or the voltage operation amount indicates that the electric current is flowing through the electric motor. If there is an abnormality related to the operation of the swivel body, or limit the drive control of the electric motor,
The excavator according to claim 10.
前記制御装置は、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機を停止状態にする駆動制御を行い、前記電動機の三相の少なくとも1つの前記電流検出値又は前記電圧操作量が時間経過に対して所定閾値を超えて変化している場合、前記旋回体の動作に関連する異常があると判定する、又は前記電動機の駆動制御を制限する、
請求項11に記載のショベル。
The control device performs drive control for stopping the electric motor in a state where the mechanical brake is in operation, and at least one of the three-phase current detection value or the voltage operation amount of the electric motor is over time. On the other hand, when it has changed beyond a predetermined threshold, it is determined that there is an abnormality related to the operation of the revolving structure, or the drive control of the electric motor is limited.
The excavator according to claim 11.
前記検出部は、前記電動機の回転位置を検出する回転位置検出部を含み、
前記制御装置は、前記電流検出部の電流検出値及び回転位置検出部の位置検出値に基づき、前記駆動制御として、前記電動機のベクトル制御を行うと共に、前記メカニカルブレーキが作動している状態で、前記電動機を停止状態にする前記ベクトル制御を行い、前記電流検出値と前記位置検出値とに基づき生成される前記電流検出値のd軸成分若しくはq軸成分が、それぞれに対応する所定閾値を超えている場合、又は前記電流検出値のd軸成分及びq軸成分と前記位置検出値とに基づき生成される前記電圧操作量のd軸成分若しくはq軸成分が、それぞれに対応する所定閾値を超えている場合、前記旋回体の動作に関連する異常があると判定する、又は前記電動機の駆動制御を制限する、
請求項11に記載のショベル。
The detection unit includes a rotation position detection unit that detects a rotation position of the electric motor,
The control device performs vector control of the electric motor as the drive control based on the current detection value of the current detection unit and the position detection value of the rotational position detection unit, and the mechanical brake is in operation. The vector control for stopping the electric motor is performed, and the d-axis component or the q-axis component of the current detection value generated based on the current detection value and the position detection value exceeds a predetermined threshold corresponding to each. Or the d-axis component or q-axis component of the voltage manipulated variable generated based on the d-axis component and q-axis component of the current detection value and the position detection value exceeds a predetermined threshold corresponding to each. Determining that there is an abnormality related to the operation of the revolving structure, or limiting the drive control of the electric motor,
The excavator according to claim 11.
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