JP5652857B2 - 作業機械の電動機トルク制御装置 - Google Patents

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本発明は、電動機(電動機及び発電機として機能する電動発電機を含む)のトルク制御にもとづいて作動体を作動させる油圧ショベル等の作業機械の電動機トルク制御装置に関する。
近年、油圧ショベル等の作業機械においても、省エネルギー化や排ガス低減等を達成するべく、動力源として電動機等の電気式動力装置を用いる電気式システムや、エンジンと電気式動力装置とを併用するハイブリッドシステムの採用が図られている。例えば、このような電気式システムやハイブリッドシステムを採用した作業機械の一つとして、下部走行体上に旋回自在に設けられる上部旋回体(作動体)を、電動機で旋回駆動させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような作業機械には、電動機のトルク制御を行う電動機トルク制御装置が設けられている。従来の電動機トルク制御装置100は、例えば、図11に示すように、上部旋回体101を旋回操作する操作レバー102の操作位置にもとづいて速度指令ωdを演算する速度指令演算手段103と、上部旋回体101の速度フィードバック信号ωを読み込む速度フィードバック信号読込手段104と、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωとの速度偏差Δωを演算する速度偏差演算手段105と、速度偏差Δωにもとづいて電動機106のトルク指令Trdを演算するトルク指令演算手段107とを備えて構成されている。
特開2005−273262号公報
図12に示すように、トルク指令Trdの演算には、速度偏差Δωに対するトルク指令Trdの比率を決める制御ゲインG1が用いられる。制御ゲインG1の最適値は、制御の安定性及び応答性を両立可能な値であり、一般的には、制御の安定性を確保し得るゲイン値の範囲内において、最大のゲイン値が用いられる。つまり、制御の安定性が高いシステムでは、制御ゲインG1の値を大きくして良好な応答性が得られるが、制御の安定性が低いシステムでは、応答性を犠牲にして制御ゲインG1の値を小さくする必要があった。
特に、ギヤ機構(例えば、ギヤ式の減速機108)を介して作動体を電動機に連繋させる作業機械では、ギヤ機構に存在するバックラッシュが制御の不安定要素になり、制御ゲインを大きくできないという問題があった。つまり、ギヤ機構のバックラッシュは、電動機の微小指令応答を大きくし、ハンチングなどの不安定事象を引き起す可能性がある。これを防止して制御の安定性を増すには、制御ゲインの値を小さくする必要があるので、大きなトルクが必要な負荷状況であっても、十分なトルクを発生させることができず、応答性が低下するという問題があった。
尚、特許文献1では、起動時(旋回体検出速度が設定値以下)や押し付け時(旋回体速度指令と旋回体検出速度の偏差が設定値以上)に制御ゲインを所定値以下にすることが示されているが、ギヤ機構に存在するバックラッシュとの関係や、負荷が大きいときの応答性の向上については、何ら言及されていない。また、特許文献1では、旋回体検出速度を制御ゲインの補正条件としているので、ギヤ機構のバックラッシュに起因する電動機の速度変動を把握して制御に反映することは困難である。しかも、特許文献1では、旋回体速度指令と旋回体検出速度の偏差が設定値以上のとき、制御ゲインを所定値以下にするので、オペレータが高応答を期待する状況において制御ゲインが減少し、逆効果となる可能性がある。
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、ギヤ機構を介して作動体を電動機に連繋し、該電動機のトルク制御にもとづいて前記作動体を作動させる作業機械の電動機トルク制御装置であって、該電動機トルク制御装置は、前記作動体を操作する操作具の操作位置にもとづいて速度指令を演算する速度指令演算手段と、前記電動機及び/又は前記作動体の速度フィードバック信号を読み込む速度フィードバック信号読込手段と、前記速度指令と前記速度フィードバック信号との速度偏差を演算する速度偏差演算手段と、前記速度偏差にもとづいて前記電動機のトルク指令を演算するトルク指令演算手段と、前記トルク指令の演算に用いる制御ゲインを補正する制御ゲイン補正手段とを備え、該制御ゲイン補正手段は、前記ギヤ機構のバックラッシュが影響する速度域の上限を定める速度閾値を備えると共に、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のとき、前記制御ゲインを減少側に補正することを特徴とする。
また、前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超えているとき、前記制御ゲインを増加側に補正することを特徴とする。
また、前記制御ゲイン補正手段は、前記制御ゲインに乗算される補正値を、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に応じて変化させる補正演算パターンを有し、該補正演算パターンにおける補正値の最大値及び最小値を定めると共に、前記速度閾値よりも大きい第二の速度閾値を備え、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のときは、前記補正値の最小値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記第二の速度閾値を超えているときは、前記補正値の最大値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを増加側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超え、かつ、前記第二の速度閾値以下のときは、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に比例する補正値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側又は増加側に補正することを特徴とする。
また、前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令と前記速度フィードバック信号の比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて前記制御ゲインを補正することを特徴とする。
請求項1の発明によれば、ギヤ機構のバックラッシュが影響する速度域の上限を定める速度閾値を備えると共に、速度指令又は電動機の速度フィードバック信号が速度閾値以下のとき、制御ゲインを減少側に補正するので、ギヤ機構のバックラッシュが影響する速度域においては、制御ゲインを小さくして制御の安定性を向上させることができる一方、ギヤ機構のバックラッシュが影響しない速度域においては、適正な制御ゲインを用いることにより応答性の低下を防止することができる。特に、速度指令に応じて制御ゲインを補正する場合は、オペレータが高応答を期待する状況(速度指令大)において、制御ゲインが減少側に補正されるというオペレータの意思に反した制御動作を確実に防止することができる。また、電動機の速度フィードバック信号に応じて制御ゲインを補正する場合は、作動体の速度フィードバック信号を用いる場合に比べ、ギヤ機構のバックラッシュに起因する速度変動を明確に把握して制御に反映することができる。
また、請求項2の発明によれば、速度指令又は電動機の速度フィードバック信号が速度閾値を超えているとき、制御ゲインを増加側に補正するので、ギヤ機構のバックラッシュが影響しない速度域において、可及的に大きな制御ゲインを適用し、負荷が大きい状況でも良好な応答性を示すことができる。
また、請求項3の発明によれば、制御ゲインを減少側に補正する速度域と、制御ゲインを増加側に補正する速度域との間において、制御ゲインが急激に変化することを防止できるので、制御ゲインの急激な変化に伴う速度変動や衝撃の発生を回避することができる。
また、請求項4の発明によれば、速度指令と速度フィードバック信号の比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて制御ゲインを補正するので、加速時と減速時の特性の違いが反映された制御ゲインの補正を行うことができる。
油圧ショベルの側面図である。 電気式旋回システムの制御構成を示す制御ブロック図である。 電動機トルク制御に用いる制御ゲインの補正演算パターンを示す説明図である。 電動機トルク制御の処理手順を示すフローチャート図である。 制御ゲイン補正演算(パターンA)の処理手順を示すフローチャート図である。 制御ゲイン補正演算(パターンB)の処理手順を示すフローチャート図である。 制御ゲイン補正演算(パターンC)の処理手順を示すフローチャート図である。 第二実施形態に係る制御ブロック図である。 第三実施形態に係る制御ブロック図である。 第三実施形態に係る制御ゲインの補正演算パターンを示す説明図である。 従来例に係る制御ブロック図である。 (A)は、速度指令演算の例を示す説明図、(B)は、トルク指令演算の例を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、作業機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル1は、クローラ式の下部走行体2、該下部走行体2に旋回自在に支持される上部旋回体3、該上部旋回体3に装着される作業部4等から構成され、さらに、該作業部4は、ブーム5、アーム6、バケット7等を用いて構成されている。
図2は、油圧ショベル1に適用される電気式旋回システムの制御構成を示す制御ブロック図であって、油圧ショベル1では、ギヤ式の減速機(ギヤ機構)8を介して上部旋回体3を電動機9に連繋し、該電動機9のトルク制御にもとづいて上部旋回体3を旋回作動させるように構成されている。尚、電動機9としては、電動機及び発電機として機能する電動発電機を用いてもよい。
油圧ショベル1には、電動機9のトルク制御を行う電動機トルク制御装置10が設けられている。本実施形態の電動機トルク制御装置10は、操作レバー(操作具)11の操作位置を検出する操作位置検出手段12、電動機9の速度ωaを検出する電動機速度検出手段13a、上部旋回体3の速度ωbを検出する旋回体速度検出手段13bなどから検出信号を入力すると共に、これらの入力信号に応じて電動機9の駆動トルクを制御するが、制御対象が電動発電機である場合は、駆動トルクだけでなく、回生トルクの制御も行うことができる。
電動機トルク制御装置10は、操作レバー11の操作位置にもとづいて速度指令ωdを演算する速度指令演算手段14と、電動機9及び/又は上部旋回体3の速度フィードバック信号ωを読み込む速度フィードバック信号読込手段15と、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωとの速度偏差Δωを演算する速度偏差演算手段16と、速度偏差Δωにもとづいて電動機9のトルク指令Trdを演算するトルク指令演算手段17とを備えている。
トルク指令Trdの演算には、速度偏差Δωに対するトルク指令Trdの比率を決める制御ゲインG1が用いられる。例えば、P制御(比例制御)の場合は、比例要素である制御ゲインG1が伝達関数として使用され、PI制御(比例積分制御)の場合は、比例要素である制御ゲインG1と、積分要素(T1/s)との加算値が伝達関数として使用される。尚、T1は時定数パラメータであり、sはラプラス演算子である。
制御ゲインG1の最適値は、制御の安定性及び応答性を両立可能な値であり、一般的には、制御の安定性を確保し得る制御ゲインの範囲内において、最大の値が用いられる。しかしながら、ギヤ式の減速機8を介して上部旋回体3を旋回させる油圧ショベル1では、減速機8に存在するバックラッシュが制御の不安定要素になるので、応答性を犠牲にして制御ゲインG1を小さくする必要があった。
例えば、減速機8の機器ゲイン(指令速度に対する出力速度の比率)をG2とした場合、バックラッシュによってギヤが噛み合っていない状態では、機器ゲインG2が大きく、ギヤが噛み合っている状態では、機器ゲインG2が小さくなる。このような機器ゲインG2の変動は、電動機9の微小指令応答を大きくし、ハンチングなどの不安定事象を引き起す可能性があるので、従来では、制御の安定性を確保するために制御ゲインG1の値を小さくしていた。その結果、大きなトルクが必要な負荷状況(負荷=1/M1s+c)であっても、十分なトルクを発生させることができず、応答性が低下するという問題が生じていた。尚、M1は純粋な負荷と装置の慣性力との加算値であり、cは装置の抵抗係数である。
上記のような問題は、制御ゲインG1を運転状態に応じて可変とすることにより解決可能と考えられる。例えば、システム全体のゲインをG0、T1≒0とすると、システムゲインG0は、下記の式で表すことができる。
G0=G1×G2/(M1s+c)
ここで、G0が最適なシステムゲインとすると、最適な制御ゲインG1は、下記の式で表すことができる。
G1=G0/G2×(M1s+c)
そして、機器ゲインG2と負荷M1は、運転状況に応じて変化する変数であるため、機器ゲインG2と負荷M1を把握することにより、制御ゲインG1を最適値に調整(補正)することが可能になる。具体的には、負荷が小さく、かつ、バックラッシュが影響する運転状況では、制御ゲインG1を減少側に補正し、負荷が大きい運転状況では、制御ゲインG1を増加側に補正することにより、制御の安定性及び応答性を両立可能な最適な制御ゲインG1を得る。
以下、制御ゲインG1の補正処理について詳細に説明する。
図2に示すように、電動機トルク制御装置10は、制御ゲインG1を補正する制御ゲイン補正手段18を備えている。制御ゲイン補正手段18は、減速機8のバックラッシュが影響する速度域の上限を定める速度閾値ωd0を備えると共に、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下のとき、制御ゲインG1を減少側に補正するようになっている。このようにすると、減速機8のバックラッシュが影響する速度域においては、制御ゲインG1を小さくして制御の安定性を向上させることができる一方、減速機8のバックラッシュが影響しない速度域においては、適正な制御ゲインG1を用いることにより応答性の低下を防止することができる。特に、本実施形態では、速度指令ωdに応じて制御ゲインG1を補正するので、オペレータが高応答を期待する状況(速度指令ωd大)において、制御ゲインG1が減少側に補正されるというオペレータの意思に反した制御動作を確実に防止することができる。
また、制御ゲイン補正手段18は、速度指令ωdが速度閾値ωd0を超えているとき、制御ゲインG1を増加側に補正するようになっている。このようにすると、減速機8のバックラッシュが影響しない速度域において、可及的に大きな制御ゲインを適用し、負荷が大きい状況でも良好な応答性を示すことができる。特に、本実施形態では、速度指令ωdに応じて制御ゲインG1を補正するので、オペレータが高応答を期待する状況において制御ゲインG1を確実に増加させることができる。
また、制御ゲイン補正手段18は、図3に示すように、制御ゲインG1に乗算される補正値hを、速度指令ωdに応じて変化させる補正演算パターン(パターンA〜C)を有する。これらの補正演算パターンのうち、パターンB、Cでは、補正演算パターンにおける補正値hの最大値hmax及び最小値hminを定めると共に、速度閾値ωd0よりも大きい第二の速度閾値ωd1を備え、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下のときは、最小値hminを用いて制御ゲインG1を減少側に補正し、速度指令ωdが第二の速度閾値ωd1を超えているときは、最大値hmaxを用いて制御ゲインG1を増加側に補正し、速度指令ωdが速度閾値ωd0を超え、かつ、第二の速度閾値ωd1以下のときは、速度指令ωdに比例する後述の補正値を用いて制御ゲインG1を減少側又は増加側に補正するように設定されている。このようにすると、制御ゲインG1を減少側に補正する速度域と、制御ゲインG1を増加側に補正する速度域との間において、制御ゲインG1が急激に変化することを防止できるので、制御ゲインG1の急激な変化に伴う速度変動や衝撃の発生を回避することができる。
また、制御ゲイン補正手段18は、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωの比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて制御ゲインG1を補正することができる。このようにすると、加速時と減速時の特性の違いが反映された制御ゲインG1の補正を行うことができる。
次に、電動機トルク制御装置10における電動機トルク制御の具体的な制御手順について、図4〜図7を参照して説明する。但し、制御ゲインG1、時定数パラメータT1、停止用時定数パラメータT1stop、停止用補正値hstop、速度閾値ωd0、ωd1などは、予め与えられているものとする。
図4に示すように、電動機トルク制御では、操作レバー11の操作位置にもとづいて速度指令ωdを演算すると共に(S1)、電動機9及び/又は上部旋回体3の速度フィードバック信号ωを読み込み(S2)、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωとの速度偏差Δωを演算する(S3)。
次に、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωの比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断する(S4)。そして、加速時であると判断した場合は、加速用の補正値演算パターン(図3参照)を用いて補正値hを演算し(S5:図5〜図7参照)、減速時であると判断した場合は、加速用とは異なる減速用の補正値演算パターン(図示せず)を用いて補正値hを演算する(S6)。
次に、上部旋回体3が旋回停止状態であるか否かを判断する(S7)。例えば、速度指令ωd=0、かつ、速度フィードバック信号ω=0の状態が所定時間継続したとき、旋回停止状態であると判断する。そして、旋回停止状態であると判断した場合は、停止位置保持に必要なトルク指令Trdを出力するべく、補正値hに停止用補正値hstopをセットすると共に、時定数パラメータT1に停止用時定数パラメータT1stopをセットする(S8)。
次に、制御ゲインG1と補正値hを乗算して補正制御ゲインG1を求めると共に(S9)、トルク指令Trdを下記の式を用いて演算し(S10)、トルク指令Trdにもとづいたトルク出力Trを行う(S11)。
トルク指令Trd=Δω×(G1×h+T1/s)
図5は、制御ゲイン補正演算(パターンA)の処理手順を示すフローチャート図であって、パターンAを用いて補正値hを演算する場合は、まず、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下であるか否かを判断する(S21)。そして、この判断結果がYESの場合は、補正値hに最小値hminをセットし(S22)、判断結果がNOの場合は、補正値hに1をセットする(S23)。
図6は、制御ゲイン補正演算(パターンB)の処理手順を示すフローチャート図であって、パターンBを用いて補正値hを演算する場合は、まず、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下であるか否かを判断する(S31)。そして、この判断結果がYESの場合は、補正値hに最小値hminをセットする(S32)。一方、ステップS31の判断結果がNOの場合は、速度指令ωdが第二の速度閾値ωd1を超えているか否かを判断する(S33)。そして、この判断結果がYESの場合は、補正値hに最大値hmaxをセットするが(S34)、判断結果がNOの場合は、下記の式を用いて速度指令ωdに比例する補正値を演算して補正値hにセットする(S35)。
補正値h=hmin+{(hmax−hmin)/(ωd1−ωd0)}×(ωd−ωd0)
図7は、制御ゲイン補正演算(パターンC)の処理手順を示すフローチャート図であって、パターンCを用いて補正値hを演算する場合は、まず、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下であるか否かを判断する(S41)。そして、この判断結果がYESの場合は、補正値hに最小値hminをセットする(S42)。一方、ステップS41の判断結果がNOの場合は、速度指令ωdが第二の速度閾値ωd1を超えているか否かを判断する(S43)。そして、この判断結果がYESの場合は、補正値hに最大値hmaxをセットするが(S44)、判断結果がNOの場合は、下記の式を用いて速度指令ωdに比例する補正値を演算して補正値hにセットする(S45)。
補正値h=1+{(hmax−hmin)/(ωd1−ωd0)}×(ωd−ωd0)
叙述の如く構成された本実施形態によれば、減速機8を介して上部旋回体3を電動機9に連繋し、該電動機9のトルク制御にもとづいて上部旋回体3を旋回作動させる油圧ショベル1の電動機トルク制御装置10であって、該電動機トルク制御装置10は、上部旋回体3を旋回操作する操作レバー11の操作位置にもとづいて速度指令ωdを演算する速度指令演算手段14と、電動機9及び/又は上部旋回体3の速度フィードバック信号ωを読み込む速度フィードバック信号読込手段15と、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωとの速度偏差Δωを演算する速度偏差演算手段16と、速度偏差Δωにもとづいて電動機9のトルク指令Trdを演算するトルク指令演算手段17と、トルク指令Trdの演算に用いる制御ゲインG1を補正する制御ゲイン補正手段18とを備え、該制御ゲイン補正手段18は、減速機8のバックラッシュが影響する速度域の上限を定める速度閾値ωd0を備えると共に、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下のとき、制御ゲインG1を減少側に補正するので、減速機8のバックラッシュが影響する速度域においては、制御ゲインG1を小さくして制御の安定性を向上させることができる一方、減速機8のバックラッシュが影響しない速度域においては、適正な制御ゲインG1を用いることにより応答性の低下を防止することができる。特に、本実施形態では、速度指令ωdに応じて制御ゲインG1を補正するので、オペレータが高応答を期待する状況(速度指令ωd大)において、制御ゲインG1が減少側に補正されるというオペレータの意思に反した制御動作を確実に防止することができる。
また、制御ゲイン補正手段18は、速度指令ωdが速度閾値ωd0を超えているとき、制御ゲインG1を増加側に補正するので、減速機8のバックラッシュが影響しない速度域において、可及的に大きな制御ゲインを適用し、負荷が大きい状況でも良好な応答性を示すことができる。特に、本実施形態では、速度指令ωdに応じて制御ゲインG1を補正するので、オペレータが高応答を期待する状況において制御ゲインG1を確実に増加させることができる。
また、制御ゲイン補正手段18は、制御ゲインG1に乗算される補正値hを、速度指令ωdに応じて変化させる補正演算パターン(パターンB、C)を有し、該補正演算パターンにおける補正値hの最大値hmax及び最小値hminを定めると共に、速度閾値ωd0よりも大きい第二の速度閾値ωd1を備え、速度指令ωdが速度閾値ωd0以下のときは、最小値hminを用いて制御ゲインG1を減少側に補正し、速度指令ωdが第二の速度閾値ωd1を超えているときは、最大値hmaxを用いて制御ゲインG1を増加側に補正し、速度指令ωdが速度閾値ωd0を超え、かつ、第二の速度閾値ωd1以下のときは、速度指令ωdに比例する補正値を用いて制御ゲインG1を減少側又は増加側に補正するので、制御ゲインG1を減少側に補正する速度域と、制御ゲインG1を増加側に補正する速度域との間において、制御ゲインG1が急激に変化することを防止でき、その結果、制御ゲインG1の急激な変化に伴う速度変動や衝撃の発生を回避することができる。
また、制御ゲイン補正手段18は、速度指令ωdと速度フィードバック信号ωの比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて制御ゲインG1を補正するので、加速時と減速時の特性の違いが反映された制御ゲインG1の補正を行うことができる。
次に、本発明の第二実施形態に係る電動機トルク制御装置10Bについて、図8を参照して説明する。但し、前記実施形態と共通する部分については、前記実施形態を同じ符号を付与することにより、前記実施形態の説明を援用する。
図8は、第二実施形態に係る制御ブロック図であって、第二実施形態の電動機トルク制御装置10Bは、補正前の制御ゲインG1にもとづいてトルク指令Trdを演算した後に、演算したトルク指令Trdを補正値hにもとづいて補正する点が前記実施形態と相違している。このような電動機トルク制御装置10Bであっても、前記実施形態と同等な効果を奏することが可能であるが、時定数パラメータT1も補正値hの影響を受けるので、PI制御では注意が必要である。
次に、本発明の第三実施形態に係る電動機トルク制御装置10Cについて、図9及び図10を参照して説明する。但し、前記実施形態と共通する部分については、前記実施形態を同じ符号を付与することにより、前記実施形態の説明を援用する。
図9は、第三実施形態に係る制御ブロック図、図10は、第三実施形態に係る制御ゲインの補正演算パターンを示す説明図であって、第三実施形態の電動機トルク制御装置10Cは、電動機9の速度フィードバック信号ω(ωa)にもとづいて制御ゲインG1を補正する点が前記実施形態と相違している。このようにすると、速度フィードバック信号ωにもとづいて制御ゲインG1を補正するにあたり、上部旋回体3の速度フィードバック信号ω(ωb)を用いる場合に比べ、減速機8のバックラッシュに起因する速度変動を明確に把握して制御に反映することができる。
1 油圧ショベル
3 上部旋回体
8 減速機
9 電動機
10 電動機トルク制御装置
11 操作レバー
12 操作位置検出手段
13a 電動機速度検出手段
13b 旋回体速度検出手段
14 速度指令演算手段
15 速度フィードバック信号読込手段
16 速度偏差演算手段
17 トルク指令演算手段
18 制御ゲイン補正手段

Claims (4)

  1. ギヤ機構を介して作動体を電動機に連繋し、該電動機のトルク制御にもとづいて前記作動体を作動させる作業機械の電動機トルク制御装置であって、
    該電動機トルク制御装置は、
    前記作動体を操作する操作具の操作位置にもとづいて速度指令を演算する速度指令演算手段と、
    前記電動機及び/又は前記作動体の速度フィードバック信号を読み込む速度フィードバック信号読込手段と、
    前記速度指令と前記速度フィードバック信号との速度偏差を演算する速度偏差演算手段と、
    前記速度偏差にもとづいて前記電動機のトルク指令を演算するトルク指令演算手段と、
    前記トルク指令の演算に用いる制御ゲインを補正する制御ゲイン補正手段とを備え、
    該制御ゲイン補正手段は、前記ギヤ機構のバックラッシュが影響する速度域の上限を定める速度閾値を備えると共に、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のとき、前記制御ゲインを減少側に補正することを特徴とする作業機械の電動機トルク制御装置。
  2. 前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超えているとき、前記制御ゲインを増加側に補正することを特徴とする請求項1記載の作業機械の電動機トルク制御装置。
  3. 前記制御ゲイン補正手段は、前記制御ゲインに乗算される補正値を、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に応じて変化させる補正演算パターンを有し、該補正演算パターンにおける補正値の最大値及び最小値を定めると共に、前記速度閾値よりも大きい第二の速度閾値を備え、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値以下のときは、前記補正値の最小値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記第二の速度閾値を超えているときは、前記補正値の最大値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを増加側に補正し、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号が前記速度閾値を超え、かつ、前記第二の速度閾値以下のときは、前記速度指令又は前記電動機の速度フィードバック信号に比例する補正値を前記制御ゲインに乗算して制御ゲインを減少側又は増加側に補正することを特徴とする請求項2記載の作業機械の電動機トルク制御装置。
  4. 前記制御ゲイン補正手段は、前記速度指令と前記速度フィードバック信号の比較にもとづいて加速時であるか減速時であるかを判断すると共に、加速時と減速時では異なる補正演算パターンを用いて前記制御ゲインを補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の作業機械の電動機トルク制御装置。
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