JP4729494B2 - 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 - Google Patents

旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 Download PDF

Info

Publication number
JP4729494B2
JP4729494B2 JP2006528875A JP2006528875A JP4729494B2 JP 4729494 B2 JP4729494 B2 JP 4729494B2 JP 2006528875 A JP2006528875 A JP 2006528875A JP 2006528875 A JP2006528875 A JP 2006528875A JP 4729494 B2 JP4729494 B2 JP 4729494B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turning
speed
coefficient
work
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006528875A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2006004080A1 (ja
Inventor
淳 森永
宏昭 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2006528875A priority Critical patent/JP4729494B2/ja
Publication of JPWO2006004080A1 publication Critical patent/JPWO2006004080A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4729494B2 publication Critical patent/JP4729494B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/10Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
    • E02F9/12Slewing or traversing gears
    • E02F9/121Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
    • E02F9/123Drives or control devices specially adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto

Description

本発明は、電動モータによって旋回する旋回体の旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械に関する。
近年、旋回体を電動モータで駆動し、作業機や走行体を油圧アクチュエータで駆動するハイブリットタイプの電動旋回ショベルが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
このような電動旋回ショベルでは、旋回体の旋回動作が電動モータで行われるため、油圧駆動されるブームやアームの上昇動作と同時に旋回体を旋回させても、旋回体の動作がブームやアームの上昇動作に影響されることがない。このため、旋回体をも油圧駆動する一般的な油圧ショベルに比し、制御バルブ等でのロスを少なくでき、エネルギ効率が良好である。
ところで、通常の油圧ショベルでは、旋回体も作業機と同様に油圧ポンプからの油圧によって駆動され、この油圧ポンプがエンジンで駆動されている。このため、エンジンへの燃料供給量を変えてその回転数を調整すると、油圧ポンプからの作動油の吐出流量も変化し、旋回体の旋回速度が変化する。つまり、燃料ダイヤルを絞り込み、燃料供給量を少なくすると、エンジンの回転数が下がるのであるが、これに応じて旋回体の旋回速度も遅くなる。反対に、燃料ダイヤルの操作によって燃料供給量を多くすると、エンジンの回転数が上がり、旋回体の旋回速度も速くなる。
なお、油圧ショベルにおいて、燃料供給量を変えてエンジン回転数を意図的に調整するのは、燃料ダイヤルを操作する場合の他、作業モード切換用のモード切換スイッチを操作することでも行われる。作業モードとしては、エンジン回転数の高い順から例えばアクティブモード、エコノミーモード、ブレーカモード、リフトモード等があり、その時々の作業に応じたモードが選択される。
特開2001−11897号公報
しかし、前記特許文献1に記載された電動旋回ショベルによれば、旋回体は油圧によって駆動されておらず、エンジンの回転数に関係なく一定の旋回速度で旋回するため、油圧ショベルから電動旋回ショベルに乗り換えたオペレータは、エンジン回転数に応じて変化しない旋回体の動きに違和感を覚えるという問題が生じる。
また、油圧ショベルでの旋回速度の変化は、旋回中にブームやアームといった作業機を駆動させたときにも生じる。これは、旋回体を旋回させるのに用いられていた作動油が作業機駆動にも用いられるからであり、旋回速度が落ちる。そして、このようなときにも、電動旋回ショベルでは旋回速度が一定となるため、やはり違和感が生じてしまう。
本発明の目的は、旋回体を油圧駆動から電動駆動に変えた場合にも、オペレータに違和感を与えないようにできる旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械を提供することにある。
本発明の旋回制御装置は、電動モータで旋回する旋回体を制御するための旋回制御装置であって、前記電動モータと併用されるエンジンへの燃料供給量を設定する燃料供給量設定手段での設定状態、前記エンジンで駆動される作業機を操作するための作業機レバーの操作量、および前記作業機を使用して行われる作業の作業モードを切り換えることにより前記エンジンへの燃料供給量を設定する作業モード切換手段での切換状態のうち、少なくともいずれかに応じて前記旋回体の目標速度指令値を変えるように設けられた目標速度指令生成手段を備えていることを特徴とする。
本発明の旋回制御方法は、電動モータで旋回する旋回体を制御するための旋回制御方法であって、前記電動モータと併用されるエンジンへの燃料供給量を設定する燃料供給量設定手段での設定状態、前記エンジンで駆動される作業機を操作するための作業機レバーの操作量、および前記作業機を使用して行われる作業の作業モードを切り換えることにより前記エンジンへの燃料供給量を設定する作業モード切換手段での切換状態のうち、少なくともいずれかに応じて前記旋回体の旋回速度を変えることを特徴とする。
本発明の建設機械は、電動モータで旋回する旋回体と、この旋回体を制御するための本発明の旋回制御装置とを備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、燃料ダイヤル等の燃料供給量設定手段での設定状態や、モード切換スイッチ等の作業モード切換手段での切換状態、あるいは作業機レバーの操作量に応じて、電動モータに対する目標速度指令信号を生成し、よって旋回体の旋回速度を変えるので、各手段の状態によりエンジン回転数が低回転となった場合には、これに応じて旋回体の旋回速度を低下させ、エンジン回転数が高回転となった場合には、旋回速度を上昇させ、さらには、旋回中に作業機を操作した場合でも、旋回速度を低下させることが可能である。従って、通常の油圧式で旋回体を旋回させる場合と略同様な操作性が得られるようになり、違和感を覚える心配がない。
本発明の第1実施形態に係る建設機械を示す平面図。 前記第1実施形態に係る建設機械に搭載された旋回制御装置を説明するためのブロック図。 前記第1実施形態に係る旋回制御装置のスロットル指令生成手段を説明するためのブロック図。 前記第1実施形態での燃料ダイヤルの設定とエンジンアイドル回転数との関係を示す図。 前記第1実施形態でのスロットル指令値と旋回速度係数との関係を示す図。 前記第1実施形態でのエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す図。 前記第1実施形態での作業機レバー操作量と旋回速度係数との関係を示す図。 前記第1実施形態に係る旋回制御装置の速度係数生成手段を説明するためのブロック図。 前記第1実施形態での旋回レバー操作量と旋回速度との関係を示す図。 前記第1実施形態での旋回に要する時間、ブーム高さ、旋回位置の関係を示す図。 前記第1実施形態での旋回量の異なる作業について説明するための図。 前記第1実施形態に係る旋回制御装置での旋回速度係数の生成フローを示すフローチャート。 本発明の第2実施形態に係る建設機械に搭載された旋回制御装置を説明するためのブロック図。
符号の説明
1…電動旋回ショベル(建設機械)、4…旋回体、5…電動モータ、9…作業機、12…エンジン、13…燃料ダイヤル(燃料供給量設定手段)、14…モード切換スイッチ(作業モード切換手段)、16…作業機レバー、50…制御装置(旋回制御装置)、56…目標速度指令生成手段。
〔第1実施形態〕
〔1−1〕全体構成
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る電動旋回ショベル(建設機械)1を示す平面図、図2は、電動旋回ショベル1に搭載された制御装置(旋回制御装置)50を説明するためのブロック図である。
図1において、電動旋回ショベル1は、下部走行体2を構成するトラックフレーム上にスイングサークル3を介して設置された旋回体4を備え、この旋回体4がスイングサークル3と噛合する電動モータ5によって旋回駆動される。電動モータ5の電力源は、図示を省略するが、旋回体4に搭載の発電機であり、この発電機がエンジン12によって駆動される。
旋回体4には、それぞれ図示しない油圧シリンダによって動作されるブーム6、アーム7、およびバケット8が設けられており、これらによって作業機9が構成されている。各油圧シリンダの油圧源は、前記エンジン12で駆動される油圧ポンプである。従って、電動旋回ショベル1は、油圧駆動の作業機9と電気駆動の旋回体4とを備えたハイブリット建設機械である。
この電動旋回ショベル1によれば、図2に示すように、旋回レバー10(通常はアーム7操作用の作業機レバーを兼用)からは、傾倒角度に応じたレバー信号が制御装置50に出力される。具体的に、このレバー信号は先ず、制御装置50の速度指令生成手段51に入力され、ここで基準目標速度に変換される。基準目標速度は、燃料ダイヤル(燃料供給量設定手段)13、モード切換スイッチ(作業モード切換手段)14、ゲイン切換スイッチ15、作業機レバー16等からの設定入力に基づき生成される旋回速度係数との掛算により、旋回体4の目標速度指令値に変更され、図示しないインバータに出力される。
なお、旋回速度係数は、目標速度指令値の大きさを調整するものであり、例えば、旋回速度係数が「1」を越えた値に決定されると、この値と基準目標速度との積により、目標速度指令値が大きくなり、電動モータ5の回転速度が上がる。逆に、「1」よりも小さい値(ただし、「0」よりも大きい)に決定されると、目標速度指令値が小さくなるから、電動モータ5の回転速度が下がる。
インバータは、フィードバックされた電動モータ5の実速度と、目標速度指令値とを比較し、その偏差に応じたモータトルク指令値を設定する。そして、このトルク指令値を電流値および電圧値に変換し、電動モータ5を目標速度で駆動するように制御する。従って、旋回レバー10を大きく傾けても、実速度が上がらない場合には、トルク出力を大きくして目標速度に近づけるように制御する。ただし、このような制御は、一般的なP(Proportional:比例)制御による速度制御である。
〔1−2〕制御装置の構成および各設定入力との関係
次に、図2〜図11に基づいて、制御装置50の構成および各設定入力手段との関係について説明する。
図2において、制御装置50は、旋回レバー10、燃料ダイヤル13、モード切換スイッチ14、ゲイン切換スイッチ15、作業機レバー16等からの設定入力に基づき、旋回体4の目標速度指令値を生成する。このために制御装置50は、速度指令生成手段51、スロットル指令生成手段52、作業機レバー指令生成手段53、ゲイン切換スイッチ指令生成手段54、速度係数生成手段55、目標速度指令生成手段56を備えている。なお、制御装置50は、エンジン12への燃料供給(噴射)量の制御も行う。
速度指令生成手段51は、先ず旋回レバー10の傾倒角度に基づき、旋回体4の基準目標速度を生成する。ここで生成される基準目標速度は、目標速度指令値のベースとなる値であり、旋回速度係数が「1」の場合は、基準目標速度がそのまま目標速度指令値としてインバータに出力される。
スロットル指令生成手段52は、燃料ダイヤル13やモード切換スイッチ14の設定状態に応じた旋回速度係数を生成し、速度係数生成手段55に出力する。つまり、スロットル指令生成手段52は、油圧ショベルにおける旋回体の旋回速度の変化要因であるエンジン回転数を考慮した旋回速度係数を生成する。このため、スロットル指令生成手段52は、図3に示すように、スロットル指令値生成部521、燃料ダイヤル係数生成部522、モード切換スイッチ係数生成部523、およびスロットル指令係数生成部524を備えている。
スロットル指令値生成部521は、エンジン12への燃料供給(噴射)量を制御するために、燃料ダイヤル(燃料供給量設定手段)13での設定状態に応じたスロットル指令値を生成する。そして、生成されたスロットル指令値はガバナモータに出力され、図示しない燃料噴射ポンプでのラックの位置制御に用いられる。
なお、燃料ダイヤル13は、Li(ローアイドル)側からHi(ハイアイドル)側へ無段階あるいは段階的に設定状態が変えられるものであり、燃料ダイヤル13をHi側へ回転させれば、図4に示すように、スロットル指令値生成部521はより大きなスロットル指令値を生成するため、エンジン12での高めのアイドル回転数が設定される。反対に、Li側に回転させれば、スロットル指令値生成部521はより小さなスロットル指令値を生成するため、低めのアイドル回転数が設定される。
燃料ダイヤル係数生成部522は、スロットル指令値生成部521で生成されたスロットル指令値に基づき、第1の旋回速度係数を生成する。本実施形態では、図5に示す、スロットル指令値と旋回速度係数との関係に基づいて、第1の旋回速度係数を生成する。つまり、燃料ダイヤル13をHi側に設定してエンジン回転数を上げると、スロットル指令値生成部521で生成されるスロットル指令値が大きくなるから、第1の旋回速度係数は大きくなる。一方、Li側に設定してエンジン回転数を下げると、スロットル指令値が小さくなるため、第1の旋回速度係数は小さくなる。
モード切換スイッチ係数生成部523は、モード切換スイッチ14の設定モードに基づいて第2の旋回速度係数を生成し、スロットル指令係数生成部524に出力する。本実施形態では、各設定モードに対応する旋回速度係数の値が予め設定されており、モード切換スイッチ係数生成部523は、設定モードに応じて旋回速度係数を選択する。
なお、モード切換スイッチ14は作業モードを切り換えるスイッチで、例えば高いエンジン回転数で作業を行うためのAモードをはじめ、順次低い回転数での作業に対応したBモード、Cモードなどを選択できる構成である。具体的に、モード切換スイッチ14によれば、図6に示すように、Aモードを選択すると、エンジン12のアイドリング回転数がA1の高回転側にホールドされ、B、Cモードを選択することで、B1、C1のアイドリング回転数でエンジン12が駆動される。
スロットル指令係数生成部524は、燃料ダイヤル係数生成部522で生成される第1の旋回速度係数と、モード切換スイッチ係数生成部523で生成される第2の旋回速度係数とを用いて第3の旋回速度係数を生成し、速度係数生成手段55に出力する。具体的に、スロットル指令係数生成部524は、第1の旋回速度係数と第2の旋回速度係数とを掛算し、第3の旋回速度係数を生成する。従って、第3の旋回速度係数は、燃料ダイヤル13およびモード切換スイッチ14の設定を反映した値となる。
図2に戻り、作業機レバー指令生成手段53は、作業機レバー16の傾倒量に基づき、第4の旋回速度係数を生成し、速度係数生成手段55に出力する。具体的には、図7に示す作業機レバー16の操作量と旋回速度係数との関係により、第4の旋回速度係数が生成される。従って、作業機レバー16の操作量が大きいと、より小さな旋回速度係数が生成され、操作量が小さいと、より大きな旋回速度係数が生成される。
ゲイン切換スイッチ指令生成手段54は、ゲイン切換スイッチ15の設定に基づき、第5の旋回速度係数を生成し、速度係数生成手段55に出力する。ここで、ゲイン切換スイッチ15は、旋回速度係数をスロットル指令値に関係なく任意に設定するためのスイッチであり、本実施形態では、例えば高速旋回、中速旋回、低速旋回、極低速旋回等を選択できるようになっている。従って、ゲイン切換スイッチ15で高速旋回が選択されると、ゲイン切換スイッチ指令生成手段54はより大きな旋回速度係数を算出し、低速旋回が選択されるとより小さな旋回速度係数を算出する。
速度係数生成手段55は、スロットル指令係数生成部で生成される第3の旋回速度係数、作業機レバー指令生成手段53で生成される第4の旋回速度係数、およびゲイン切換スイッチ15の設定状態に基づき、最終的な旋回速度係数を生成する。このため、速度係数生成手段55は、図8に示すように、速度係数判定部551、速度係数選択部552、ゲイン切換状態判定部553、速度係数最終選択部554を備えている。
速度係数判定部551は、スロットル指令生成手段52のスロットル指令係数生成部524で生成される第3の旋回速度係数と、作業機レバー指令生成手段53で生成される第4の旋回速度係数との大小関係を判定する。
速度係数選択部552は、速度係数判定部551の判定結果に応じ、第3の旋回速度係数と第4の旋回速度係数のうち、小さい方の値の旋回速度係数を選択する。
つまり、スロットル指令係数生成部524で生成される第3の旋回速度係数が、作業機レバー指令生成手段53で生成される第4の旋回速度係数よりも小さいと判定された場合、速度係数選択部552は第3の旋回速度係数を選択する。従って、後述するように、速度係数最終選択部554が、速度係数選択部552での選択値を最終的な旋回速度係数として選んだ場合、旋回レバー操作量に対する旋回体4の旋回速度は、第3の旋回速度係数の特徴に応じて変化することになる。すなわち、旋回レバー操作量に対する旋回体4の旋回速度は、図9に示すように、燃料ダイヤル13やモード切換スイッチ14の設定に応じて変化する。
なお、図9中のHi側と記載されているのは、燃料ダイヤル13を最もHi側に開いたときの旋回速度を示し、Li側と記載されているのは、最もLi側に絞ったときの旋回速度を示している。また、モード切換スイッチ14がA〜Cの各モードで設定されている場合の、旋回レバー操作量と旋回速度との関係が示されている。このように、同一のレバー操作量であれば、燃料ダイヤル13を最もHi側に開いたときに旋回体4の旋回速度が最大となり、最もLi側に絞ったときに旋回速度が最小となる。また、モード切換スイッチ14の各モードに対する旋回速度の特性が、この間の領域に入るような設定とされ、エンジン回転数の高いAモードの方がBモードに比して旋回速度が大きく、Bモードの方がCモードよりも旋回速度が大きい。
一方、作業機レバー指令生成手段53で生成される第4の旋回速度係数が、スロットル指令係数生成部524で生成される第3の旋回速度係数よりも小さいと判定された場合、速度係数選択部552は、第4の旋回速度係数を選択する。従って、後述するように、速度係数最終選択部554が、速度係数選択部552での選択値を最終的な旋回速度係数として選んだ場合、この場合の旋回速度係数は、図7に示したように、旋回レバー10の操作量に関わらず、作業機レバー16の操作量で決定される値となる。
図8に戻り、ゲイン切換状態判定部553は、ゲイン切換スイッチ15での設定の有無を判定する。
速度係数最終選択部554は、ゲイン切換状態判定部553の判定結果に応じ、ゲイン切換スイッチ指令生成手段54で生成された第5の旋回速度係数と、速度係数選択部552で選択された旋回速度係数とのうち、一方の値を選択し、最終的な旋回速度係数として出力する。つまり、ゲイン切換スイッチ15で何ら設定がなされていない場合、速度係数最終選択部554は、前述したように、速度係数選択部552で選択された旋回速度係数を選択する。
一方で、ゲイン切換スイッチ15で何らかの設定がされていると判定された場合は、ゲイン切換スイッチ15の設定が優先され、速度係数最終選択部554は、ゲイン切換スイッチ指令生成手段54で生成された旋回速度係数を選択し、最終的な旋回速度係数の値として出力する。つまり、エンジン12の回転数を変えなくとも、旋回速度を高速旋回、中速旋回、定速旋回、極定速旋回に調整することが可能となる。
なお、ゲイン切換スイッチ15によるこのような切り換えは、例えば図10、図11に示すような作業を行う場合に行われる。これらの図では、高速旋回と低速旋回とを切り換えて使用する例が示されている。電動旋回ショベル1を用いて掘削作業等を行うときには通常、掘削を行う位置と掘削土を運搬する運搬車両60の位置とは、旋回体4の旋回角度にして90°ずれている場合と、180°ずれている場合とが多い。しかし、運搬車両60への積込高さ(ブーム高さ)は一定である。さらに、作業性を考慮すると、旋回体4が90°あるいは180°旋回した時点で作業機9(ブーム6)が積込高さの位置にあるのが、無駄のない動きとなる。従って、90°旋回させた位置に運搬車両60がいる場合では、低速旋回を選択し、180°旋回させた位置に運搬車両60がいる場合では、高速旋回を選択し、作業機9を丁度所定の積込高さまで上昇させたときに(t秒後)、旋回体4の旋回を完了させ、無駄な動きのない作業が行えるようにするのである。
また、ゲイン切換スイッチ15により極定速旋回が選択されると、旋回速度係数として極めて低い値が生成され、旋回速度を極端に落とすことが可能である。例えば、そのような極低速旋回によれば、図9中のハッチング部分で示す極低速領域内で旋回体4を旋回させることが可能である。すなわち、このような制御は、点線で示したカーブのようになるのであり、旋回レバー10を大きく傾倒させても、旋回速度がさほど上がらないため、作業機9を旋回方向に高精度で位置決めする際の超微速操作に有効である。
このように、制御装置50の速度係数生成手段55では、入力される様々な信号により、旋回速度係数が複合的に生成される。このため、各設定に応じて細かく調整された旋回速度係数が生成されることになり、最終的には、従来の油圧ショベルと略同じで違和感のない操作フィーリングが得られるような目標速度指令値が生成される。
図2に戻り、目標速度指令生成手段56は、速度指令生成手段51で生成された基準目標速度、および速度係数生成手段55で生成された旋回速度係数に基づいて、目標速度指令値を生成する。具体的に、目標速度指令生成手段56は、基準目標速度と旋回速度係数とを掛算することで目標速度指令値を生成する。
〔1−3〕速度係数生成手段での旋回速度係数の生成フロー
次に、図12に基づいて、速度係数生成手段55での旋回速度係数の生成フロー、その中でも本実施形態で特徴的な、ゲイン切換スイッチ15で何ら設定がなされていない場合のフローについて説明する。
先ず、スロットル指令生成手段52のスロットル指令値生成部521は、燃料ダイヤル13の設定状態を読み込み(ステップ11:図面上および以下の説明においてはステップを単に「S」と略す)、設定状態に応じたスロットル指令値を生成する(S12)。
燃料ダイヤル係数生成部522は、スロットル指令値生成部521で生成されたスロットル指令値に基づき、第1の旋回速度係数を生成する(S13)。
また、モード切換スイッチ係数生成部523は、モード切換スイッチ14の設定状態を読み込み(S14)、設定状態に応じて第2の旋回速度係数を生成する(S15)。
そして、スロットル指令係数生成部524は、燃料ダイヤル係数生成部522で生成される第1の旋回速度係数と、モード切換スイッチ係数生成部523で生成される第2の旋回速度係数とを掛算し、第3の旋回速度係数を生成する(S16)
一方、作業機レバー指令生成手段53は、作業機レバー16の操作量を読み込み(S17)、この値に応じて基づき第4の旋回速度係数を生成する(S18)。
そして、速度係数生成手段55の速度係数判定部551は、スロットル指令係数生成部524で生成される第3の旋回速度係数が、作業機レバー指令生成手段53で生成される第4の旋回速度係数より小さいか否かを判定する(S19)。
ここで、第3の旋回速度係数が第4の旋回速度係数より小さいと判定された場合、速度係数選択部552は、第3の旋回速度係数を選択する(S20)。一方、第4の旋回速度係数の方が第3の旋回速度係数がより小さいと判定された場合、速度係数選択部552は、第4の旋回速度係数を選択する(S21)。
〔1−4〕本実施形態による効果
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
すなわち、電動旋回ショベル1に搭載された制御装置50によれば、燃料ダイヤル13での設定状態や、モード切換スイッチ14での切換状態に応じて旋回速度係数が生成され、これによって旋回体4の旋回速度が変えられるので、燃料ダイヤル13やモード切換スイッチ14の操作によりエンジン回転数が低回転となった場合には、これに応じて旋回体4の旋回速度を低下させることができ、エンジン回転数が高回転となった場合には、旋回速度を上昇させることができる。
さらには、旋回速度係数は、ゲイン切換スイッチ15での切換状態や作業機レバー16の操作量に応じて変えられるので、旋回体4の旋回体をエンジン12の回転数に関係なく意図的に変えたい場合にも、ゲイン切換スイッチ15の操作によって任意に変更できるうえ、旋回中に作業機9を操作した場合にも、旋回速度を低下させることができる。
従って、通常の油圧式で旋回体4を旋回させる場合と略同様な乗り心地を得ることができ、従来の油圧ショベルから電動旋回ショベル1に乗り換えたとしても、何ら違和感を覚える心配がないという効果がある。
〔第2実施形態〕
図13には、本発明の第2実施形態が示されている。
本実施形態では、基準目標速度と旋回速度係数との掛算により目標速度指令値を生成するのではなく、基準目標速度の上限を制限することで旋回体4の目標速度指令値を生成する点が、第1実施形態とは異なる。このため、制御装置50は、速度指令制限値設定手段57を備えている。また、目標速度指令生成手段56の処理内容が、第1実施形態とは異なっている。
速度指令制限値設定手段57は、速度係数生成手段55で生成された旋回速度係数を、基準目標速度に対する速度指令制限値へと変換する。ここでは、速度指令制限値設定手段57は、予め設定されている目標速度指令値の最大値と旋回速度係数とを掛算することで、速度指令制限値を生成する。
また、目標速度指令生成手段56は、速度指令生成手段51で生成された基準目標速度の上限を、速度指令制限値設定手段57で生成された速度指令制限値により制限し、目標速度指令値とする。
その他の構成およびフローは第1実施形態と同じであり、ここでの説明を省略する。
このような本実施形態によれば、低速域での速度応答性を下げることなく、第1実施形態の場合と同様の効果が得られる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、ゲイン切換スイッチ15が設けられ、エンジン回転数に関係なく、高速旋回、中速旋回、低速旋回、極低速旋回といった選択に応じた旋回速度係数が段階的に生成されるようになっていったが、図2に二点鎖線に示すような補助調整ダイヤル17を設け、旋回速度係数を連続的に変化させて、旋回速度をエンジン回転数に関係なく連続的に変化させてもよい。
また、ゲイン切換スイッチ15と補助調整ダイヤル17とを両方設け、ゲイン切換スイッチ15で選択されたそれぞれの速度域内で、旋回速度係数を連続的に細かく変化させてもよい。
前記実施形態では、複数の旋回速度係数の掛算や選択により、最終的な旋回速度係数を生成していたが、これに限られるものではなく、本発明の目的が得られるものであれば、例えば平均値であってもよい。
また、前記実施形態では、入力される様々な信号に基づいて複合的な生成が行われていたが、複数の入力信号の中から一種類の単独信号に基づく値が選択されるものであってもよい。
前記第1実施形態では、基準目標速度に旋回速度係数を掛算することで最終的な目標速度指令値を変化させていたが、基準目標速度自身を複数設定されている中から選択的に選び、目標速度指令値としてもよい。
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
本発明は、旋回体を電動モータで旋回駆動させる際の制御装置に利用できる。また、このような制御装置が搭載される機械としては、建設機械には限定されない。しかも、建設機械の場合であっても、旋回体を有しており、それが電動モータで旋回駆動されればよいから、特にショベルに限定されない。


Claims (3)

  1. 電動モータで旋回する旋回体を制御するための旋回制御装置であって、
    前記電動モータと併用されるエンジンへの燃料供給量を設定する燃料供給量設定手段での設定状態、
    前記エンジンで駆動される作業機を操作するための作業機レバーの操作量、
    および前記作業機を使用して行われる作業の作業モードを切り換えることにより前記エンジンへの燃料供給量を設定する作業モード切換手段での切換状態のうち、
    少なくともいずれかに応じて前記旋回体の目標速度指令値を変えるように設けられた目標速度指令生成手段を備えている
    ことを特徴とする旋回制御装置。
  2. 電動モータで旋回する旋回体を制御するための旋回制御方法であって、
    前記電動モータと併用されるエンジンへの燃料供給量を設定する燃料供給量設定手段での設定状態、
    前記エンジンで駆動される作業機を操作するための作業機レバーの操作量、
    および前記作業機を使用して行われる作業の作業モードを切り換えることにより前記エンジンへの燃料供給量を設定する作業モード切換手段での切換状態のうち、
    少なくともいずれかに応じて前記旋回体の旋回速度を変える
    ことを特徴とする旋回制御方法。
  3. 建設機械であって、
    電動モータで旋回する旋回体と、
    この旋回体を制御するための請求項1に記載の旋回制御装置とを備えている
    ことを特徴とする建設機械。
JP2006528875A 2004-07-05 2005-07-04 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械 Active JP4729494B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006528875A JP4729494B2 (ja) 2004-07-05 2005-07-04 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004198198 2004-07-05
JP2004198198 2004-07-05
JP2006528875A JP4729494B2 (ja) 2004-07-05 2005-07-04 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
PCT/JP2005/012303 WO2006004080A1 (ja) 2004-07-05 2005-07-04 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010167364A Division JP5118727B2 (ja) 2004-07-05 2010-07-26 電動旋回ショベル、及び電動旋回ショベルの旋回制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2006004080A1 JPWO2006004080A1 (ja) 2008-04-24
JP4729494B2 true JP4729494B2 (ja) 2011-07-20

Family

ID=35782881

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006528875A Active JP4729494B2 (ja) 2004-07-05 2005-07-04 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
JP2010167364A Expired - Fee Related JP5118727B2 (ja) 2004-07-05 2010-07-26 電動旋回ショベル、及び電動旋回ショベルの旋回制御方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010167364A Expired - Fee Related JP5118727B2 (ja) 2004-07-05 2010-07-26 電動旋回ショベル、及び電動旋回ショベルの旋回制御方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7619378B2 (ja)
JP (2) JP4729494B2 (ja)
KR (1) KR101117533B1 (ja)
CN (1) CN1977084B (ja)
DE (1) DE112005001562B4 (ja)
GB (1) GB2431738B (ja)
WO (1) WO2006004080A1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007217992A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd 建設機械の動作制御装置
JP5125048B2 (ja) * 2006-09-29 2013-01-23 コベルコ建機株式会社 作業機械の旋回制御装置
JP5095361B2 (ja) * 2007-11-22 2012-12-12 住友建機株式会社 旋回駆動制御装置及びこれを含む建設機械
JP2009155992A (ja) * 2007-12-28 2009-07-16 Daikin Ind Ltd 電動旋回装置
JP2010106511A (ja) * 2008-10-29 2010-05-13 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業機械の旋回制御装置
JP5353184B2 (ja) * 2008-10-29 2013-11-27 コベルコ建機株式会社 作業機械の旋回制御装置
CN101751044B (zh) * 2008-12-16 2011-11-09 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 速度控制器
KR101500752B1 (ko) * 2008-12-24 2015-03-09 두산인프라코어 주식회사 하이브리드 건설기계의 선회제어장치 및 선회제어방법
JP5149826B2 (ja) * 2009-01-29 2013-02-20 住友重機械工業株式会社 ハイブリッド式作業機械及びサーボ制御システム
KR101112136B1 (ko) * 2009-07-29 2012-02-22 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 하이브리드식 건설기계의 제어시스템 및 방법
JP5511316B2 (ja) * 2009-11-02 2014-06-04 住友建機株式会社 ショベルの旋回制御装置
JP5363430B2 (ja) * 2010-07-23 2013-12-11 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械
KR101737636B1 (ko) * 2010-12-24 2017-05-18 두산인프라코어 주식회사 하이브리드 건설기계의 선회제어장치
US8676474B2 (en) * 2010-12-30 2014-03-18 Caterpillar Inc. Machine control system and method
JP5747533B2 (ja) 2011-02-02 2015-07-15 コベルコ建機株式会社 旋回式作業機械
CN103547743B (zh) 2011-06-27 2015-12-02 住友重机械工业株式会社 混合式工作机械及其控制方法
JP5970898B2 (ja) * 2012-03-26 2016-08-17 コベルコ建機株式会社 動力伝達装置及びこれを備えたハイブリッド建設機械
JP6279958B2 (ja) * 2014-03-31 2018-02-14 住友建機株式会社 ショベル
JP6373235B2 (ja) * 2015-08-03 2018-08-15 学校法人千葉工業大学 モータの制御装置
CN108678865B (zh) * 2018-04-19 2024-01-19 马鞍山唐拓凿岩机械有限公司 一种一体式全液压钻机的发动机转速控制系统及方法
CN113389538B (zh) * 2021-06-29 2023-07-11 北京三一智造科技有限公司 车身回转控制方法以及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02209531A (ja) * 1989-02-06 1990-08-21 Yutani Heavy Ind Ltd 施回速度可変システム
JP2001207478A (ja) * 2000-01-28 2001-08-03 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 電動ショベル
JP2001226077A (ja) * 2000-02-10 2001-08-21 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 電動式の作業機用アクチュエータと旋回駆動装置を備える建設機械
JP2002213257A (ja) * 2001-01-15 2002-07-31 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業車両のエンジン回転数制御装置
JP2002242234A (ja) * 2001-02-19 2002-08-28 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd ハイブリッドショベル
JP2003033063A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の駆動装置、建設機械及び建設機械の駆動プログラム
JP2003118975A (ja) * 2001-10-19 2003-04-23 Hitachi Constr Mach Co Ltd フック付き油圧ショベル
JP2003269205A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Hitachi Constr Mach Co Ltd ホイール式建設機械の操作制御装置
JP2004028264A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd クレーン仕様油圧ショベルの油圧回路

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3643635A (en) * 1970-04-24 1972-02-22 William T Milam Electronic fuel injection system
JPS4948304U (ja) * 1972-07-28 1974-04-27
DE2852211C2 (de) * 1978-12-02 1986-01-02 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Einrichtung zum Steuern der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges
US4359984A (en) * 1979-05-25 1982-11-23 Kiyoharu Nakao Fuel control device for diesel engine
US4248194A (en) * 1979-08-23 1981-02-03 Trw Inc. Method and apparatus for controlling the operation of a pump
US4577604A (en) 1984-09-28 1986-03-25 Nissan Motor Company, Limited Control system for fuel pump for internal combustion engine
DE3800177A1 (de) * 1988-01-07 1989-07-20 Bosch Gmbh Robert Steuerschaltung und verfahren zur steuerung der drehzahl einer elektrischen kraftstoffpumpe fuer brennkraftmaschinen mit kraftstoff-einspritzung
JP3571142B2 (ja) * 1996-04-26 2004-09-29 日立建機株式会社 建設機械の軌跡制御装置
EP1782991B1 (en) * 1999-06-25 2008-10-22 Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. Hybrid construction machine and control apparatus thereof
JP3647319B2 (ja) * 1999-06-28 2005-05-11 株式会社神戸製鋼所 油圧駆動装置
JP2001012274A (ja) 1999-06-30 2001-01-16 Kobe Steel Ltd 作業機械の駆動装置
JP4002369B2 (ja) * 1999-06-29 2007-10-31 株式会社神戸製鋼所 旋回式作業機械の旋回制御装置
JP3877909B2 (ja) * 1999-06-30 2007-02-07 株式会社神戸製鋼所 建設機械の旋回駆動装置
JP3613236B2 (ja) * 2001-12-03 2005-01-26 コベルコ建機株式会社 作業機械
JP4099006B2 (ja) * 2002-05-13 2008-06-11 コベルコ建機株式会社 建設機械の回転駆動装置
JP4082935B2 (ja) * 2002-06-05 2008-04-30 株式会社小松製作所 ハイブリッド式建設機械

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02209531A (ja) * 1989-02-06 1990-08-21 Yutani Heavy Ind Ltd 施回速度可変システム
JP2001207478A (ja) * 2000-01-28 2001-08-03 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 電動ショベル
JP2001226077A (ja) * 2000-02-10 2001-08-21 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 電動式の作業機用アクチュエータと旋回駆動装置を備える建設機械
JP2002213257A (ja) * 2001-01-15 2002-07-31 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 作業車両のエンジン回転数制御装置
JP2002242234A (ja) * 2001-02-19 2002-08-28 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd ハイブリッドショベル
JP2003033063A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の駆動装置、建設機械及び建設機械の駆動プログラム
JP2003118975A (ja) * 2001-10-19 2003-04-23 Hitachi Constr Mach Co Ltd フック付き油圧ショベル
JP2003269205A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Hitachi Constr Mach Co Ltd ホイール式建設機械の操作制御装置
JP2004028264A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd クレーン仕様油圧ショベルの油圧回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070037742A (ko) 2007-04-06
JP2010275855A (ja) 2010-12-09
JPWO2006004080A1 (ja) 2008-04-24
CN1977084B (zh) 2010-05-12
CN1977084A (zh) 2007-06-06
US7619378B2 (en) 2009-11-17
US20080018271A1 (en) 2008-01-24
JP5118727B2 (ja) 2013-01-16
DE112005001562T5 (de) 2007-05-24
GB0700217D0 (en) 2007-02-14
DE112005001562B4 (de) 2017-12-14
KR101117533B1 (ko) 2012-03-08
GB2431738A (en) 2007-05-02
GB2431738B (en) 2009-01-07
WO2006004080A1 (ja) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4729494B2 (ja) 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
JP4082935B2 (ja) ハイブリッド式建設機械
JP4719750B2 (ja) 作業機械の制御装置
KR101652661B1 (ko) 건설 기계
JP5181065B2 (ja) 旋回制御装置、旋回制御方法、および建設機械
JP3179786B2 (ja) 油圧ポンプ制御装置
KR100279041B1 (ko) 유압건설기계의 원동기의 오토 액셀러레이터장치 및 원동기와유압펌프의 제어장치
KR101671876B1 (ko) 선회제어장치 및 방법
JP2008231902A (ja) 旋回制御装置及びこれを備えた作業機械
JP2020169707A (ja) 作業用車両の作動制御装置
JP4248378B2 (ja) ハイブリッド作業機械の駆動制御装置
JP4024192B2 (ja) ハイブリッド作業機械の駆動制御装置
JP5364080B2 (ja) 電動機の制御装置、電動機の制御方法、及び電動機の制御装置を備えた建設機械
JP4731033B2 (ja) 油圧駆動制御装置
JP4063742B2 (ja) ハイブリッド作業機械の駆動制御装置
JP5555515B2 (ja) 作業機械
JP3539720B2 (ja) 建設機械の制御装置
JP2007132094A (ja) 電動作業機械
JP3594837B2 (ja) 建設機械の制御装置
JP4691806B2 (ja) 建設機械の運転制御装置
JP2005098216A (ja) エンジン出力制御装置
JP3541142B2 (ja) 建設機械の制御装置
JP2001003399A (ja) 建設機械のアクチュエータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110412

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110418

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4729494

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3