JP4475301B2 - 旋回体の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設車両等の旋回体を駆動制御する旋回体の駆動制御装置に関するものである。

一般に、建設車両の１つであるショベルでは、各駆動部を油圧アクチュエータによって駆動するようにした油圧式のものがよく知られている。この油圧式のものは、エンジンで油圧ポンプを常時駆動し、この油圧ポンプからの圧油をコントロールバルブを介して色々な駆動部（旋回体、ブレード、クローラ、ブーム、アーム、バケット）のアクチュエータに供給することで、その駆動部を駆動させるようにしている。

しかし、油圧方式の課題は、仕事する量が僅かであるにも拘わらずエンジンが全開で回っているので、圧油の余剰流量が捨てられ、仕事をせずに熱となり、エネルギーが無駄となる欠点がある。

そこで、従来、駆動部としての旋回体等を電動モータによって直接に駆動するものとし、エンジンで発電機を駆動して、その発電された電気を一旦バッテリに充電するとともに、その充電電力によりインバータを介して旋回体等の回転部を駆動するようにしたハイブリットシステムが提案されている。

例えば特許文献１に示されるように、建設車両の旋回体等の回転系を駆動する電動モータのコントローラにおいて、油圧駆動式のものの動特性をシミュレーションするエミュレーションモデルを設定し、その油圧駆動式エミュレーションモデルにより制御目標値を演算して、電動モータを制御することが知られている。

また、特許文献２に示されるものでは、操作指令信号、及びこの操作指令信号に応じた目標速度と実速度との偏差から、電動アクチュエータの目標トルクを求めるとともに、実速度に応じた最大許容トルクを求め、これらの目標トルク又は最大許容トルクのうちの絶対値の最小の値を電動アクチュエータの最終目標トルクとして、電動アクチュエータを制御するようになっている。

さらに、特許文献３には、操作手段の操作信号に基づいて電動モータの目標速度と制限トルクとを決定し、目標速度と実際の速度速度との偏差からフィードバック制御（PID制御）によるモータの出力トルクを求め、この出力トルクと制限トルクとのうちの絶対値の小さい方を最終の出力トルクとしてモータを制御することが示されている。

また、特許文献４には、旋回操作部の操作量に応じて設定された指令速度値と実速度との偏差を求め、この速度偏差に応じて電動モータの加速・制動トルクを制御し、旋回操作部の操作量が少なくとも最大又は最大近傍のときに最大加速トルクを、また操作量が少なくとも０又は０近傍のときに最大制動トルクをそれぞれ出力するようにすることが提案されている。
特開２００３−３３３８７６号公報 特開２００３−０３３０６３号公報 特開２００６−１１２１１４号公報 特開２００１−０１０７８３号公報

ところで、上記油圧方式においては、操作手段の操作位置が中立位置にあるときに油圧アクチュエータにより旋回体を停止保持している状態で、その位置保持トルクよりも大きい外力（例えばハイブリッドショベルにおいて、バケットで掘削した際の負荷の反力によるもの）が加わると、油圧アクチュエータが強制的に回転させられるが、その後に外力がなくなると、その旋回移動した位置に保持される。

この油圧方式での挙動を具体的に説明すると、図８は油圧ショベルを上側から見て模式的に示したもので、（2）は下部走行体、（3）は上部旋回体、（4）は該上部旋回体（3）に設けられた掘削作業機で、先端にバケット（12）を有する。図９は上部旋回体（3）を回転させるように駆動する油圧回路を示し、（51）は油圧ポンプ、（52）は上部旋回体（3）を駆動するアクチュエータとしての油圧モータ、（53）は６ポート３位置のパイロットバルブ、（54，55，56）はリリーフバルブ、（57，58）はチェックバルブである。

油圧ショベルの操作装置（図８には示していない。図２の（31）参照）が中立位置にあって上部旋回体（3）が回転を停止しているときには、図９（ａ）に示すように、パイロットバルブ（53）は中立位置にあって閉じており、油圧モータ（52）に圧油が流れる経路はブロックされて油圧モータ（52）は停止し（ブロックされた圧油の経路を太い実線で表している）、この状態で掘削作業機（4）先端のバケット（12）により掘削する。そのとき、図８（ａ）に示すように、バケット（12）が石等に当たって外力（反力）を受けると、その外力により旋回体（3）に旋回トルクが加わる。その旋回トルクがモータトルクよりも小さいときには、旋回体（3）が油圧モータ（52）を回転させようとしても油が流れず、図９（ａ）示す状態が保たれて油圧モータ（52）は回転せず、旋回体（3）も旋回しない。これに対し、外力による旋回トルクがモータトルク以上になると、図９（ｂ）に示すように、吐出側の油圧Ｐ２が吐出側リリーフバルブ（55）の設定圧力Ｐ２ｒ以上となって、その吐出側リリーフバルブ（55）が開き、吐出側リリーフバルブ（55）及び供給側のチェックバルブ（57）を圧油が流れて油圧モータ（52）が回転させられる（圧油の流れる経路を太い実線にて表す）。そして、その後に外力による旋回トルクがモータトルクよりも下がると、リリーバルブ（55）が閉じて図９（ａ）に示す状態に戻るが、その圧油が流れた分だけ旋回体（3）が旋回したままに保たれ、図８（ｃ）に示すように、その旋回後の位置に保持される。尚、上記リリーフバルブ（55）が開いて油圧モータ（52）が回転するときのモータトルクをＴｍａｘとすると、外力により発生するモータトルクＴがＴｍａｘ≦Ｔのときにリリーフバルブ（55）を通って油が流れてモータ（52）が回転させられるが、０＜Ｔ＜Ｔｍａｘのときには、油の圧縮により微小移動する。その後、外力が弱くなると、圧縮された油が元に戻って移動前の位置に戻る。

しかしながら、ハイブリッドシステムでは、操作装置の操作位置に基づいて旋回体を旋回させ、例えば操作位置が中立位置にあるときのような旋回体の停止指令のときには電動モータから位置保持トルクを出力させて旋回体を停止保持するようにする位置制御を行うので、その電動モータの位置保持トルクよりも大きい外力が加わって、電動モータが強制的に回転させられた後は、外力による旋回前の元の位置に保持しようとする制御が行われ、その旋回前の元の位置に旋回体が戻る挙動をする（図５（ｃ）仮想線参照）。つまり、オペレータが操作装置の操作をしないにも拘わらず旋回体が勝手に元の位置に戻ることになり、操作フィーリングが上記油圧制御と異なって、その違和感が生じるという問題がある。

また、この他、停止指令以外の位置にあって旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御を行っている状態で、旋回体が外力によって強制的に回転させられたとき、旋回体の旋回速度が目標速度になるように電動モータを制御する速度制御、又は旋回体の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータを制御するトルク制御を行っている状態で、停止指令以外から停止指令となって速度制御又はトルク制御から位置制御に切り換えられたとき、さらには、位置制御を行っている状態で、停止指令以外から停止指令となったときも、上記と同様に油圧方式においてリリーフバルブ（55）が開く状況下であり、上記と同様に操作フィーリングに違和感が生じることとなる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記のハイブリッドシステム等において、例えば旋回体の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換えられたとき、旋回体の位置制御状態で停止指令となったとき等において、油圧制御と同様の操作フィーリングが得られるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、旋回体の位置制御状態において、電動モータの出力トルクを変えることなく、その目標位置を補正するか、位置制御での積分項を補正するようにした。

具体的には、第１の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、この制御手段（35）は、上記旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転したときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されているものとする。

この第１の発明では、制御手段（35）により、上記旋回体（3）の停止指令のときには、停止指令へ変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御が行われ、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかが行われる。そして、旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転したときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正される。この旋回体（3）の現在位置及び現在速度を基に補正された目標位置になるように位置制御されるため、電動モータ（27）の位置保持トルクよりも大きい外力が加わって電動モータ（27）が強制的に回転させられた後に旋回体（3）が旋回前の元の位置に戻るようなことはなく、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

第２の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、この制御手段（35）は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されているものとする。

この第２の発明では、第１の発明と同様に、制御手段（35）により、旋回体（3）の停止指令のときには、停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、旋回体（3）の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正される。このように旋回体（3）の現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正され、その目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

第３の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、この制御手段（35）は、上記停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されているものとする。

この第３の発明では、制御手段（35）により、旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、電動モータ（27）の出力トルクが保持されたまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正される。このように旋回体（3）の現在位置及び現在速度を基に目標位置が補正され、その目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

第４の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、この制御手段（35）は、上記旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するように構成されているものとする。

この第４の発明では、制御手段（35）により、旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する積分項を含む位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項が補正される。この旋回体（3）の現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、電動モータ（27）の位置保持トルクよりも大きい外力が加わって電動モータ（27）が強制的に回転させられた後に旋回体（3）が旋回前の元の位置に戻るようなことはなく、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

しかも、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正が行われるので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。

第５の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御（上記積分項を含む位置制御に限定されない）、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、この制御手段（35）は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとする。

この第５の発明では、制御手段（35）により、旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する積分項を含む位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、第２の発明と同様に、旋回体（3）の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に停止指令のときの位置制御での積分項が補正される。このように旋回体（3）の現在位置及び現在速度を基に位置制御での積分項が補正され、電動モータ（27）の出力トルクが保持されて現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

第６の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、上記旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御（上記積分項を含む位置制御に限定されない）、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、この制御手段（35）は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとする。

この第６の発明では、制御手段（35）により、旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御が、また停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかが行われる。そして、第３の発明と同様に、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から停止指令になったときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に位置制御での積分項が補正される。このように旋回体（3）の現在位置及び現在速度を基に位置制御での積分項が補正され、電動モータ（27）の出力トルクが保持されて現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

第７の発明では、上記第１の発明における制御手段（35）は、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置を補正するものとする。

この第７の発明では、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正が行われるので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。

第８の発明では、旋回体（3）は建設車両に備えられたものとし、電動モータ（27）は、旋回体（3）を旋回させる旋回用電動モータとする。

この第８の発明では、建設車両での旋回体（3）を電動モータ（27）によって駆動する場合に、操作フィーリングに違和感が生じるのを防止することができる。

第９の発明では、上記電動モータ（27）を制動する制動機構が組み合わせられていることを特徴とする。

この第９の発明では、例えば旋回体（3）を停止保持する必要がある場合、パーキングブレーキや電動モータ（27）による位置保持に代えて制動機構で位置保持することにより、旋回体（3）に加わる過大な外力によるパーキングブレーキの劣化を防止し、或いは電動モータ（27）で位置保持する場合に必要となる電力も不要になり、省エネルギー化を図りかつ電動モータ（27）の寿命を向上することができる。

以上説明したように、第１の発明では、操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させる旋回体の駆動制御装置において、旋回体（3）の停止指令のときには、停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、速度制御又はトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を設け、その制御手段（35）は、旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転したときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するようにした。また、第２の発明では、制御手段（35）は、速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するようにした。さらに、第３の発明では、制御手段（35）は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するようにした。また、第４の発明では、制御手段（35）は、旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正することとした。また、第５の発明では、制御手段（35）は、停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための積分項を含む位置制御をするものとし、速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正することとした。さらにまた、第６の発明では、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正することとした。これらの発明によると、油圧によって旋回体（3）を旋回駆動する油圧方式と同様の操作フィーリングを得ることができ、その操作フィーリングの違和感の発生を防止することができる。

第７の発明によると、第１の発明において、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正を行うようにしたことにより、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。

第８の発明によると、旋回体（3）は建設車両に備えられたものとし、電動モータ（27）は、旋回体（3）を旋回させる旋回用電動モータとしたことにより、建設車両での旋回体（3）を電動モータ（27）によって駆動する場合の操作フィーリングに違和感が生じるのを防止することができる。

第９の発明によると、電動モータ（27）を制動する制動機構を組み合わせたことにより、省エネルギー化及び電動モータ（27）の寿命の向上を図ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（実施形態１）
図１は建設車両としてのハイブリッドショベル（1）を示し、このハイブリッドショベル（1）は、後述するようにエンジン（21）及び電動モータを備えており、エンジン（21）が専ら発電用にのみ使用されるとともに、走行時や掘削作業時等に必要な動力は全て電動モータの動力に頼る、いわゆるシリーズ方式が採用されている。

上記ハイブリッドショベル（1）は、下部走行体（2）と、該下部走行体（2）の上面に旋回可能に配設された上部旋回体（3）と、該上部旋回体（3）に取り付けられ、掘削作業等を行う掘削作業機（4）とを備えている。また、下部走行体（2）及び上部旋回体（3）は、ハイブリッドショベル（1）の車両本体を構成している。尚、以下の説明では、特に断らない限り「前側」、「後側」、「左側」及び「右側」はそれぞれ下部走行体（2）を基準として前側、後側、左側及び右側を意味する。

上記下部走行体（2）には、走行用のクローラ（5）と、整地作業等を行うためのブレード（6）とが設けられている。そして、下部走行体（2）には、クローラ（5）を駆動するための走行用油圧モータ（15）と、ブレード（6）を駆動するためのブレードシリンダ（16）とが設けられている。

上記上部旋回体（3）にはオペレータキャビン（7）が、またその後側及び右側に作動油タンク（8）及びマシンキャブ（9）がそれぞれ配設されている。そして、上部旋回体（3）には、その上部旋回体（3）を減速機（28）（図２参照）を介して旋回駆動するための旋回用電動モータ（27）が設けられている。

上記掘削作業機（4）は、基端部が上部旋回体（3）のレボルビングフレーム（図示せず）に回動可能に連結されるブーム（10）と、このブーム（10）の先端部に回動可能に連結されるアーム（11）と、このアーム（11）の先端部に回動可能に連結されるバケット（12）とを有している。そして、掘削作業機（4）には、ブーム（10）を駆動するためのブームシリンダ（17）と、アーム（11）を駆動するためのアームシリンダ（18）と、バケット（12）を駆動するためのバケットシリンダ（19）とが設けられている。

上記ブームシリンダ（17）は、一端が上部旋回体（3）に回動可能に支持され、他端であるロッド（17a）先端がブーム（10）の基端部寄りに回動可能に連結されており、伸縮によりブーム（10）を基端部を中心に回動（起伏）させる。

上記アームシリンダ（18）は、一端がブーム（10）の上面に回動可能に支持され、他端であるロッド（18a）先端がアーム（11）に回動可能に連結されており、伸縮によりアーム（11）をブーム（10）との連結軸を中心に回動させる。

上記バケットシリンダ（19）は、一端がアーム（11）の前面に回動可能に支持され、他端であるロッド（19a）先端がバケット（12）に回動可能に連結されており、伸縮によりバケット（12）をアーム（11）との連結軸を中心に回動させる。

図２に示すように、上記ハイブリッドショベル（1）は、上記旋回用電動モータ（27）を制御して上部旋回体（3）の旋回動作を行わせるための駆動制御装置（20）を備えている。尚、ハイブリッドショベル（1）は、この他、図示しないが、上記油圧アクチュエータとしての各種シリンダ（16,17,18,19）や走行用油圧モータ（15）を駆動するための駆動システムを備えている。

上記駆動制御装置（20）は、電気システムとして、エンジン（21）と、交流発電機（23）と、コンバータ（24）と、バッテリ（26）と、旋回用電動モータ（27）とを備えている。

具体的に、上記交流発電機（23）は、エンジン（21）の出力軸に駆動連結されていて、そのエンジン（21）の駆動によって発電するように構成されている。交流発電機（23）はコンバータ（24）に電気的に接続されている。つまり、交流発電機（23）で発生した交流電力は、コンバータ（24）で直流電力に変換される。バッテリ（26）は、コンバータ（24）との接続ラインに電気的に接続され、充放電するように構成されている。コントローラ（30）は、バッテリ（26）（コンバータ（24））に電気的に接続され、直流電力が供給される。図２中、（29）は上部旋回体（3）を停止保持するためのパーキングブレーキである。

上記上部旋回体（3）を旋回させる旋回用電動モータ（27）は上記コントローラ（30）によって制御される。このコントローラ（30）には、上記オペレータキャビン（7）内に設けられた操作装置（31）（操作手段）からの操作信号と、上記旋回用電動モータ（27）の回転量を検出するパルス発生器（32）の出力信号とが少なくとも入力されている。操作装置（31）は上位装置（33）を介してコントローラ（30）に接続されている。操作装置（31）は、オペレータキャビン（7）内でオペレータ（作業者）が上部旋回体（3）を旋回させるために操作するもので、例えば操作レバー（31a）を有し、この操作レバー（31a）の操作位置に応じて上部旋回体（3）が旋回又は停止し、例えば操作レバー（31a）が左右中央の中立位置にあるときには、上部旋回体（3）の旋回が停止し、操作レバー（31a）が左側に倒し操作されたときには上部旋回体（3）が左旋回し、右側に倒し操作されたときには上部旋回体（3）が右旋回する。

上記コントローラ（30）においては、例えば速度制御の場合、上記操作装置（31）の操作信号による操作位置から、上部旋回体（3）を旋回させる旋回用電動モータ（27）の目標速度を算出するとともに、その目標速度と、パルス発生器（32）からの出力信号による電動モータ（27）の実際の回転速度との速度偏差を求め、この速度偏差に対するモータ出力トルクの関数に基づいて電動モータ（27）の出力トルクを求めて、該出力トルクで上部旋回体（3）を制御するようになっている。

次に、上記コントローラ（30）において、電動モータ（27）の出力トルクを求めて該トルクを電動モータ（27）に出力する処理動作について図３により説明する。図４はその処理動作に関する制御ブロック図である。

最初のステップＳ１では、上部旋回体（3）を停止させる停止指令状態にあるかどうかを判定する。この停止指令状態の有無の判断は、例えば上記操作装置（31）が中立位置にあること等によって行われる。判定が「停止指令なし」のＮＯのときには、ステップＳ２に進み、上部旋回体（3）の現在位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行っているかどうかを判定する。この判定がＹＥＳのときにはステップＳ４に進むが、ＮＯのときには、上部旋回体（3）に対する制御状態が非位置制御状態、つまり上部旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）の回転速度を制御する速度制御、又は上部旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）の出力トルクを制御するトルク制御のいずれかにあると判断し、ステップＳ１０に進む。

一方、ステップＳ１の判定が「停止指令有り」のＹＥＳのときには、ステップＳ３において、上記上部旋回体（3）の停止指令状態は、その変更がなされた直後の状態であるかどうか、つまり停止指令以外から停止指令に切り換わったかどうかを判定する。この判定が「変更直後である」のＹＥＳのときにはステップＳ７に、また「変更直後でない」ＮＯのときにはステップＳ４にそれぞれ進む。

上記ステップＳ４では、パルス発生器（32）の出力信号に基づいて求められた上部旋回体（3）の実際の位置と、その目標位置との偏差である位置偏差を算出する。この目標位置は、例えば操作装置（31）が中立位置になって停止指令となったときに初期値が設定される。次のステップＳ５では、上記算出された位置偏差が一定値以上であるかどうかを判定する。この判定がＮＯであるときにはそのままステップＳ１０に進むが、判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ６に進み、今度は電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上であるかどうかを判定する（これらステップＳ５，Ｓ６の判定に伴う切換えは、図４に示す制御ブロック図の「切換器」で行う）。また、この電動モータ（27）の出力トルクは、上記パルス発生器（32）の単位時間当たりの出力パルス数、及び出力パルス数の積算値に基づいて求められる。

上記ステップＳ６でＮＯと判定されると、そのまま上記ステップＳ１０に進む一方、ＹＥＳと判定されたときには、ステップＳ７において、上部旋回体（3）の現在位置からの目標位置補正量ΔＰｏｓを算出し、次のステップＳ８において、上記目標位置補正量ΔＰｏｓを現在位置に加えて新たな目標位置（補正目標位置）を決定する。

すなわち、電動モータ（27）の出力トルクＴは、以下の式（１）から算出することができる。Ｋｐは位置制御比例ゲイン、Ｋｖは速度制御比例ゲイン、Ｖｅｌは電動モータ（27）の回転速度である。

Ｔ＝｛（目標位置−現在位置）×Ｋｐ−Ｖｅｌ｝×Ｋｖ …（１）
そして、この式（１）に基づき、現在の出力トルクＴを保持するために目標位置を以下のように決定する。

目標位置＝現在位置＋｛（Ｔ／Ｋｖ）＋Ｖｅｌ｝／Ｋｐ …（２）
このことで、目標位置補正量ΔＰｏｓは、
ΔＰｏｓ＝｛（Ｔ／Ｋｖ）＋Ｖｅｌ｝／Ｋｐ …（３）
となる。また、図４に示す制御ブロック図において、「目標位置補正」の処理は上記式（２）で行っている。尚、上記補正量の算出は、その他の制御方式、例えばＰＩＤ制御等でも同様に算出できる。

上記ステップＳ８の後のステップＳ９では、再度位置偏差を算出し、ステップＳ１０においてモータ出力トルクＴを例えば油圧モデルによって算出する。ステップＳ１１では、モータ出力トルクが最大トルクを超えないようにするトルク制限処理を行い、ステップＳ１２においてモータ出力トルクを旋回用電動モータ（27）に出力して旋回用電動モータ（27）をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御し、しかる後に終了する。

そして、この実施形態では、上記ステップＳ１〜Ｓ１２の機能により制御手段（35）が構成され、この制御手段（35）は、旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の上部旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、上部旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）の回転速度を制御する速度制御、又は上部旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）の回転トルクを制御するトルク制御のいずれかを行う。

また、ステップＳ１〜Ｓ８により、制御手段（35）は、旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により上部旋回体（3）が一定角度以上に回転して位置偏差が一定値以上になったとき、上記上部旋回体（3）の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったとき、又は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったとき、そのいずれにおいても、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度Ｖｅｌを基に目標位置を補正するように構成されている。

さらに、ステップＳ６により、制御手段（35）は、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正を行うようになっている。

−上部旋回体の旋回制御動作−
上部旋回体（3）のオペレータキャビン（7）においてオペレータが操作装置（31）の例えば操作レバー（31a）を操作することで、上部旋回体（3）が旋回する。具体的には、操作装置（31）からの操作信号がコントローラ（30）に入力され、このコントローラ（30）において、（Ａ）上部旋回体（3）の停止時に現在位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御が行われている状態で、外力の作用により上部旋回体（3）が一定角度以上に回転して位置偏差が一定値以上になり、かつ出力トルクが一定値以上であるときの「ショベル停止時の外力による強制回転時」、（Ｂ）上部旋回体（3）に対する制御状態が、上部旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は上部旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかから位置制御状態に切り換わった「制御方式変更時」、及び、（Ｃ）停止指令以外から停止指令に切り換わった「位置制御状態での停止指令への変更時」には、上部旋回体（3）の目標位置が補正目標値に設定される。

より詳しくは、上記強制回転時（Ａ）は、停止指令のときの位置制御中、ハイブリッドショベル（1）が外力により強制旋回させられたとき、及び、停止指令以外にあるときの位置制御中、同様にハイブリッドショベル（1）が外力により強制旋回させられたときである。

また、上記制御方式変更時（Ｂ）は、ハイブリッドショベル（1）の上部旋回体（3）が旋回中、停止指令以外から停止指令に切り換えられることにより、トルク制御又は速度制御から位置制御に切り換わったとき、及び、ハイブリッドショベル（1）の上部旋回体（3）が旋回停止中、同様に停止指令以外から停止指令に切り換えられることにより、トルク制御又は速度制御から位置制御に切り換わったときである。

さらに、位置制御状態での操作位置の変更時（Ｃ）は、停止指令以外にして位置制御を行っている状態、及び停止指令にして位置制御を行っている状態において、ハイブリッドショベル（1）の上部旋回体（3）が旋回中、停止指令以外から停止指令にしたとき、及び、上部旋回体（3）が旋回停止中、同様に停止指令以外から停止指令にしたときである。

そして、上部旋回体（3）の目標位置の補正制御では、上部旋回体（3）の現在位置からの目標位置補正量ΔＰｏｓが算出され、この目標位置補正量ΔＰｏｓが現在位置に加えられて新たな目標位置が式（２）により決定される。

しかる後、モータ出力トルクＴが算出され、このモータ出力トルクに対するトルク制限処理が行われた後に、モータ出力トルクが旋回用電動モータ（27）に出力されて該モータ（27）をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御される。

−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態においては、停止指令にあるときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御が行われ、その位置制御状態で、外力の作用により上部旋回体（3）が一定角度以上に回転したときに、電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が決定される。そのため、電動モータ（27）の位置保持トルクよりも大きい外力が加わって電動モータ（27）が強制的に回転させられた後に上部旋回体（3）が旋回前の元の位置に戻るようなことはなく、操作フィーリングの違和感が生じない。

すなわち、ショベル停止時の外力による強制回転時について説明すると、図５（ａ）に示すように、ハイブリッドショベル（1）が石等に当たって反力（外力）を受けたとき、その反力により上部旋回体（3）に例えば図５で時計回り方向のトルクが加わり、そのトルクがモータトルク以上になると、図５（ｂ）に示すように上部旋回体（3）が同方向（右方向）に回転させられる。その後、外力がなくなると、上部旋回体（3）の目標位置の補正のない場合には、位置制御により、図５（ｃ）に一点鎖線にて示すように当初の位置（強制回転前の元の位置）に戻ることになるが、この実施形態においては、上部旋回体（3）の目標位置が補正されるので、図５に実線にて示すように、その補正後の目標位置に移動するように位置制御される。

そのとき、上記補正する目標位置を強制回転後の現在位置（図５（ｃ）に破線にて示す位置）に決定した場合、目標位置が現在位置となり、上記式（１）により電動モータ（27）の出力トルクＴがＴ＝０となって急激に変化し、ショックが発生する。これに対し、本実施形態では、目標位置を強制回転後の現在位置と異なる位置（図５（ｃ）の実線に示すように、強制回転後の現在位置よりも強制回転前の元の位置側にずれた位置）に決定するので、上記出力トルクの変化を防止することができる。このことによって、電動モータ（27）の出力トルクを保持するように目標位置が補正されることとなり、操作フィーリングの違和感の招来を防ぐことができる。

また、上記上部旋回体（3）の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときにも、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が決定される。また、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときにも、同様に、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置が決定される。これらの場合においても、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

さらに停止指令中、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置の補正を行うので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。

（実施形態２）
図６及び図７は本発明の実施形態２を示し（尚、図１〜図５と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）、上記実施形態１では、速度制御ループのＰ制御を行っているのに対し、速度制御ループのＰＩ制御に制御方式を適用したものである。

すなわち、この実施形態においては、コントローラ（30）での電動モータ（27）に対する処理動作は図６に示すように行われる。図７はその処理動作に関する制御ブロック図である。

まず、ステップＳ２１では、操作装置（31）が中立位置にあるか否かを判定する。この判定が「非中立位置」のＮＯのときには、ステップＳ２２に進み、上部旋回体（3）の現在位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行っているかどうかを判定する。この判定がＹＥＳのときにはステップＳ２４に進むが、ＮＯのときには、上部旋回体（3）に対する制御状態が非位置制御状態、つまり上部旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）の回転速度を制御する速度制御、又は上部旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）の出力トルクを制御するトルク制御のいずれかにあると判断し、ステップＳ２９に進む。

一方、ステップＳ２１の判定が「中立位置」のＹＥＳのときには、ステップＳ２３において、上部旋回体（3）の停止指令の変更がなされた直後の状態であるかどうか、つまり停止指令以外から停止指令に切り換わったかどうかを判定する。この判定が「変更直後である」のＹＥＳのときにはステップＳ２７に、また「変更直後でない」ＮＯのときにはステップＳ２４にそれぞれ進む。

ステップＳ２４では、パルス発生器（32）の出力信号に基づいて求められた上部旋回体（3）の実際の位置と、その目標位置との偏差である位置偏差を算出する。この目標位置は、例えば操作装置（31）が中立位置になって停止指令となったときに初期値が設定される。次のステップＳ２５では、上記算出された位置偏差が一定値以上であるかどうかを判定し、この判定がＮＯであるときにはそのままステップＳ２９に進むが、判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２６に進み、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上であるかどうかを判定する（これらステップＳ２５，Ｓ２６の判定に伴う切換えは、図７に示す制御ブロック図の「切換器」で行う）。

上記ステップＳ２６でＮＯと判定されると、そのまま上記ステップＳ２９に進む一方、ＹＥＳと判定されたときには、ステップＳ２７において、上部旋回体（3）に駆動連結された電動モータ（27）の出力トルクを決定するための積分項補正値を算出し、次のステップＳ２８で当該積分項補正値を新たな積分項として決定する。

すなわち、速度制御ループの積分項を用いたとき、電動モータ（27）の出力トルクＴは、以下の式（４）から算出することができる。Ｋｖは速度制御比例ゲイン、Ｔｉは速度制御積分時定数、ｆｂＩは積分項、Ｖｅｒｒは速度偏差である。

Ｔ＝（Ｖｅｒｒ＋ｆｂＩ×Ｔｉ）×Ｋｖ …（４）
そして、この式（４）に基づき、現在位置を目標位置として、かつ、現在の出力トルクＴを保持するために積分項補正値△ｆｂＩを以下のように決定する。Ｖｅｌは電動モータ（27）の回転速度である。

△ｆｂＩ＝（Ｔ／Ｋｖ＋Ｖｅｌ）／Ｔｉ …（５）
上記算出式は図７に示す制御ブロック図での「積分項補正」に対応し、停止指令変更直後の判定は同ブロック図の「切換器」に対応しており、その切換器が停止指令変更直後と判断した場合は積分項補正値を積分項とする。

上記ステップＳ２８の後のステップＳ２９では、モータ出力トルクＴを算出する。次のステップＳ３０では、モータ出力トルクが最大トルクを超えないようにするトルク制限処理を行い、ステップＳ３１においてモータ出力トルクを旋回用電動モータ（27）に出力して旋回用電動モータ（27）をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御し、しかる後に終了する。

そして、この実施形態では、上記ステップＳ２１〜Ｓ３１の機能により制御手段（35）が構成され、この制御手段（35）は、旋回体（3）の停止指令のときには、その停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、上記積分項を含む位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う。

また、ステップＳ２１〜Ｓ２８により、制御手段（35）は、上記上部旋回体（3）の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったとき、又は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったとき、そのいずれにおいても、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとされている。

さらに停止指令中、ステップＳ２６により、制御手段（35）は、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに位置制御での積分項を補正するようになっている。

その他の構成は実施形態１と同様である。

−上部旋回体の旋回制御動作−
操作装置（31）からの操作信号がコントローラ（30）に入力され、このコントローラ（30）において、（Ａ）上部旋回体（3）の停止時に現在位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御が行われている状態で、外力の作用により上部旋回体（3）が一定角度以上に回転して位置偏差が一定値以上になり、かつ出力トルクが一定値以上であるときの「ショベル停止時の外力による強制回転時」、（Ｂ）上部旋回体（3）に対する制御状態が、上部旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は上部旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかから位置制御状態に切り換わった「制御方式変更時」、及び、（Ｃ）停止指令以外から停止指令に切り換わった「位置制御状態での停止指令への変更時」には、上部旋回体（3）の現在位置が目標位置となるように積分項が補正される。これらの強制回転時（Ａ）、制御方式変更時（Ｂ）及び位置制御状態での停止指令への変更時（Ｃ）は実施形態１と同様である。

そして、上記電動モータ（27）の出力トルクの算出に当たり、停止指令変更直後の場合、その出力トルクを現在の出力トルクに保持するための積分項補正値ΔｆｂＩが式（５）により算出され、その算出された積分項補正値ΔｆｂＩが積分項ｆｂＩとなって新たな積分項が決定され、この新たな積分項に基づいて電動モータ（27）の出力トルクが算出される。しかる後、このモータ出力トルクに対するトルク制限処理が行われた後に、モータ出力トルクが旋回用電動モータ（27）に出力されて該モータ（27）をその出力トルクがモータ出力トルクになるように電流制御される。

−実施形態２の効果−
この実施形態の場合、旋回体（3）の速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったとき、又は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から停止指令になったとき、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に停止指令における位置制御での積分項が補正されるので、電動モータ（27）の出力トルクが保持されて現在位置が目標位置になるように位置制御されるため、操作フィーリングの違和感を招くことはない。

また停止指令中の位置制御での積分項の補正は電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに行われるので、操作フィーリングを油圧方式にさらに近付けて違和感の発生をより一層確実に防止することができる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態において、旋回用電動モータ（27）を制動する油圧式、空気式、機械式等の制動機構を組み合わせることもできる。具体的には、図示しないが、この制動機構は例えばモータ（27）と減速機（28）との間に、両者を駆動連結する連結軸の回転を制動する機構として設けられる。このような制動機構を設けることで、省エネルギー化を図りかつ電動モータ（27）の寿命を向上することができる。

すなわち、ショベルの旋回モータが油圧モータの場合、上部旋回体が旋回していなくて作業中にパーキングブレーキを解除している状態では、旋回外力に対して動力の入力がなくてもリリーフ圧相当までの抵抗力を油圧モータが持っている。これに対し、ショベルの旋回モータを油圧モータから電動モータ（27）に変えたとき、その電動モータ（27）で同じことをするには、外部から電流を流して抵抗トルクを発生させてやらねばならない。また、その旋回外力が変化するときは電流を調節しないと意図した停止位置を保持することができない。さらに、押付堀削時は旋回体（3）に旋回トルクを発生させ続ける必要がある。このため、電動モータ（27）に電流を流し続ける必要があり、発熱により損失が発生する。

また、パーキングブレーキ（29）をかけて強制的に旋回体（3）を位置保持することもできるが、そのブレーキトルク以上の過大な外力が旋回体（3）にかかったときには、パーキングブレーキ（29）の破損や鳴きが発生する。

そこで、旋回用電動モータ（27）を制動する制動機構を電動モータ（27）とは別に設け、その制動機構によって、旋回外力に対する抵抗力を発生させるようにすることで、パーキングブレーキ（29）を損傷し難くして、そのことによるブレーキ劣化を防止するとともに、電動モータ（27）に大電流を供給することを不要にし、よって省エネルギー化を図りかつ電動モータ（27）の高寿命化を図ることができる。

また、上記実施形態では、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上であるときに、上部旋回体（3）の目標位置の補正制御、又は位置制御での積分項の補正を行うようにしているが、この電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上であるときに限定する必要はない。また、上記ショベル停止時の外力による強制回転時（Ａ）、制御方式変更時（Ｂ）、又は位置制御状態での停止指令への変更時（Ｃ）のいずれか１つの状況下で上部旋回体（3）の目標位置の補正制御を、また上記ショベル停止時の外力による強制回転時（Ａ）、制御方式変更時（Ｂ）又は位置制御状態での停止指令への変更時（Ｃ）のいずれか１つの状況下で位置制御での積分項の補正をそれぞれ行うようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、ハイブリットショベル（1）の上部旋回体（3）を制御するようにしているが、本発明は、この上部旋回体（3）に限定されず、他の建設車両や一般の旋回体を電動モータによって駆動する場合にも適用することができる。

本発明は、旋回体を電動モータで旋回駆動するシステムにおいて極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

図１は、ハイブリッドショベルを示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態１に係る旋回体の駆動制御装置の全体構成を示す図である。 図３は、実施形態１に係る旋回体の駆動制御装置のコントローラでの処理動作を示すフローチャート図である。 図４は、実施形態１に係る旋回体の駆動制御装置の制御ブロック図である。 図５は、ハイブリッドショベルの上部旋回体が外力により旋回したときの動作を示す模式平面図である。 図６は、実施形態２を示す図３相当図である。 図７は、実施形態２を示す図４相当図である。 図８は、油圧ショベルの上部旋回体が外力により旋回したときの動作を示す図５相当図である。 図９は、油圧ショベルの上部旋回体を駆動する油圧回路での圧油の流れを示す図である。

符号の説明

1 ハイブリッドショベル
3 上部旋回体
4 掘削作業機
5 クローラ
12 バケット
21 エンジン
27 旋回用電動モータ
30 コントローラ
31 操作装置（操作手段）
31a 操作レバー
32 パルス発生器
35 制御手段
52 油圧モータ
53 パイロットバルブ

Claims (9)

1. 操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
   上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、
   上記制御手段（35）は、上記旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転したときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
2. 操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
   上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、
   上記制御手段（35）は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
3. 操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
   上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御する位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、
   上記制御手段（35）は、上記停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持したまま、その現在位置及び現在速度を基に目標位置を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
4. 操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
   上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、
   上記制御手段（35）は、上記旋回体（3）の停止指令又は停止指令以外に関係なく、位置制御状態で、外力の作用により旋回体（3）が一定角度以上に回転し、かつ電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するように構成されていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
5. 操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
   上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、
   上記制御手段（35）は、上記速度制御状態又はトルク制御状態から位置制御状態に切り換わったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に上記積分項を補正するものとされていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
6. 操作手段（31）の操作位置に応じて電動モータ（27）を制御して旋回体（3）を旋回させるようにした旋回体の駆動制御装置において、
   上記旋回体（3）の停止指令のときには、該停止指令への変更時の旋回体（3）の位置が目標位置になるように電動モータ（27）を制御するための、積分項を含む位置制御を行う一方、停止指令以外のときには、旋回体（3）の指令位置を目標とする位置制御、旋回体（3）の旋回速度が目標速度になるように電動モータ（27）を制御する速度制御、又は旋回体（3）の旋回トルクが目標トルクになるように電動モータ（27）を制御するトルク制御のいずれかを行う制御手段（35）を備え、
   上記制御手段（35）は、停止指令でない状態で位置制御を行っている状態から、停止指令になったときに、上記電動モータ（27）の出力トルクを保持しかつ現在位置を目標位置とするように、その現在位置及び現在速度を基に積分項を補正するものとされていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
7. 請求項１の旋回体の駆動制御装置において、
   制御手段（35）は、電動モータ（27）の出力トルクが一定値以上のときに目標位置を補正することを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つの旋回体の駆動制御装置において、
   旋回体（3）は建設車両に備えられたものであり、
   電動モータ（27）は、旋回体（3）を旋回させる旋回用電動モータであることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つの旋回体の駆動制御装置において、
   電動モータ（27）を制動する制動機構が組み合わせられていることを特徴とする旋回体の駆動制御装置。

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