JP5118727B2 - 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 - Google Patents

Description

本発明は、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ド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を提供することにある。

油圧駆動の作業機と、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルであって、
前記旋回制御装置は、
前記旋回体の旋回速度の最高速度を切り換えるゲイン切換スイッチと、
このゲイン切換スイッチの設定状態を判定するゲイン切換状態判定部と、
このゲイン切換状態判定部の判定結果に基づいて、前記旋回体の目標速度指令値を生成する目標速度指令生成手段とを備えていることを特徴とする。

本発明では、前記ゲイン切換スイッチは、所定の旋回動作時間に、前記作業機を所定の高さまで上昇させる場合において、異なる旋回速度に設定できるのが好ましい。
本発明では、前記ゲイン切換スイッチにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成するのが好ましい。

本発明の電動旋回ショベルは、
油圧駆動の作業機と、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルであって、
前記旋回制御装置は、
前記旋回体の旋回速度の最高速度を連続的に変化させる調整ダイヤルと、
この調整ダイヤルの設定状態を判定する判定部と、
この判定部の判定結果に基づいて、前記旋回体の目標速度指令値を生成する目標速度指令生成手段とを備えていることを特徴とする。
本発明では、前記調整ダイヤルにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成するのが好ましい。

本発明の電動旋回ショベルは、
エンジンで駆動される油圧ポンプからの圧油の供給で駆動されるブームと、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルであって、
前記旋回体の旋回速度を切り換えるゲイン切換スイッチを備え、
前記ブーム上げ操作と前記旋回体の旋回操作を同時に行う複合操作時に、前記旋回体の旋回速度を前記ゲイン切換スイッチによって複数段階に切り換え、選択された旋回速度に基づいた旋回操作レバーの操作量に対応する旋回速度指令を生成することを特徴とする。
本発明では、前記ゲイン切換スイッチにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成するのが好ましい。

本発明の電動旋回ショベルの旋回制御方法は、
エンジンで駆動される油圧ポンプからの圧油の供給で駆動されるブームと、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルの旋回制御方法であって、
前記ブーム上げ操作と前記旋回体の旋回操作を同時に行う複合操作時に、前記旋回体の旋回速度をゲイン切換スイッチによって複数段階に切り換える手順と、
選択された旋回速度に基づいた旋回操作レバーの操作量に対応する旋回速度指令を生成する手順とを実施することを特徴とする。

本発明では、前記ゲイン切換スイッチにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成するのが好ましい。

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。

〔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、低速旋回、極低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により極低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の旋回速度をエンジン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、掘削土を掘削位置から運搬車両の積み込み高さ位置まで上昇させる油圧駆動の油圧駆動の作業機と、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルに利用できる。

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、１５…ゲイン切換スイッチ、１６…作業機レバー、１７…補助調整ダイヤル、５０…制御装置（旋回制御装置）、５６…目標速度指令生成手段、５５３…ゲイン切換状態判定部。

Claims (9)

1. 油圧駆動の作業機と、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルであって、
   前記旋回制御装置は、
   前記旋回体の旋回速度の最高速度を切り換えるゲイン切換スイッチと、
   このゲイン切換スイッチの設定状態を判定するゲイン切換状態判定部と、
   このゲイン切換状態判定部の判定結果に基づいて、前記旋回体の目標速度指令値を生成する目標速度指令生成手段とを備えていることを特徴とする電動旋回ショベル。
2. 請求項１に記載の電動旋回ショベルにおいて、
   前記ゲイン切換スイッチは、
   所定の旋回動作時間に、前記作業機を所定の高さまで上昇させる場合において、異なる旋回速度に設定できることを特徴とする電動旋回ショベル。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動旋回ショベルにおいて、
   前記ゲイン切換スイッチにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成することを特徴とする電動旋回ショベル。
4. 油圧駆動の作業機と、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルであって、
   前記旋回制御装置は、
   前記旋回体の旋回速度の最高速度を連続的に変化させる調整ダイヤルと、
   この調整ダイヤルの設定状態を判定する判定部と、
   この判定部の判定結果に基づいて、前記旋回体の目標速度指令値を生成する目標速度指令生成手段とを備えていることを特徴とする電動旋回ショベル。
5. 請求項４に記載の電動旋回ショベルにおいて、
   前記調整ダイヤルにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成することを特徴とする電動旋回ショベル。
6. エンジンで駆動される油圧ポンプからの圧油の供給で駆動されるブームと、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルであって、
   前記旋回体の旋回速度を切り換えるゲイン切換スイッチを備え、
   前記ブーム上げ操作と前記旋回体の旋回操作を同時に行う複合操作時に、前記旋回体の旋回速度を前記ゲイン切換スイッチによって複数段階に切り換え、選択された前記旋回体の旋回速度に基づいた旋回操作レバーの操作量に対応する旋回速度指令を生成することを特徴とする電動旋回ショベル。
7. 請求項６に記載の電動旋回ショベルにおいて、
   前記ゲイン切換スイッチにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成することを特徴とする電動旋回ショベル。
8. エンジンで駆動される油圧ポンプからの圧油の供給で駆動されるブームと、電気駆動の旋回体と、前記旋回体を制御する旋回制御装置とを備えた電動旋回ショベルの旋回制御方法であって、
   前記ブーム上げ操作と前記旋回体の旋回操作を同時に行う複合操作時に、前記旋回体の旋回速度をゲイン切換スイッチによって複数段階に切り換える手順と、
   選択された前記旋回体の旋回速度に基づいた旋回操作レバーの操作量に対応する旋回速度指令を生成する手順とを実施することを特徴とする電動旋回ショベルの旋回制御方法。
9. 請求項８に記載の電動旋回ショベルの旋回制御方法において、
   前記ゲイン切換スイッチにより前記旋回体の旋回速度が選択されていると、他の設定に優先して旋回速度指令を生成することを特徴とする電動旋回ショベルの旋回制御方法。

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