WO2023188767A1 - 作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械 - Google Patents

作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械 Download PDF

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WO2023188767A1
WO2023188767A1 PCT/JP2023/002650 JP2023002650W WO2023188767A1 WO 2023188767 A1 WO2023188767 A1 WO 2023188767A1 JP 2023002650 W JP2023002650 W JP 2023002650W WO 2023188767 A1 WO2023188767 A1 WO 2023188767A1
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WO
WIPO (PCT)
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swing
control device
working machine
command signal
controller
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Application number
PCT/JP2023/002650
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English (en)
French (fr)
Inventor
正基 大久保
Original Assignee
コベルコ建機株式会社
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.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
    • B66C23/42—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes with jibs of adjustable configuration, e.g. foldable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/84—Slewing gear

Definitions

  • the present invention relates to a swing control device for a working machine and a working machine equipped with the same.
  • mobile cranes have been known that include a lower traveling body, an upper revolving body, and an attachment such as a boom or a jib (Patent Document 1).
  • the attachment is attached to the front part of the revolving upper structure so that it can be raised and lowered.
  • the upper revolving structure may perform a swinging operation while the load is being lifted.
  • An object of the present invention is to provide a turning control device for a working machine that can accurately turn an upper rotating structure at a target turning speed, and a working machine equipped with the same.
  • a swing control device for a working machine includes a lower main body, an upper rotating body rotatably supported by the lower main body, and a swing control device for a working machine that uses a driving force to control the upper part of the working machine with a driving force according to the magnitude of an input command signal.
  • the present invention is used in a working machine that includes a rotation drive unit that rotates a revolving structure, and an attachment that is rotatably supported by the upper revolving structure in a undulating direction.
  • the swing control device includes a controller that operates the swing drive section based on feedforward control so that the upper swing structure swings at a predetermined target swing speed.
  • the controller generates a corrected command signal by correcting a reference command signal set in advance corresponding to the target turning speed based on information regarding a fluctuation factor that changes the turning speed, and uses the corrected command signal to adjust the reference command signal to the turning speed. Input to the drive unit.
  • a working machine includes a lower body, an upper rotating body rotatably supported by the lower body, and a rotating upper body that rotates the upper rotating body with a driving force according to the magnitude of an input command signal.
  • the present invention includes a turning drive unit for turning, an attachment rotatably supported by the upper revolving structure in the up-and-down direction, and the above-described turning control device for the working machine.
  • FIG. 1 is a side view of a working machine equipped with a swing control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram and a hydraulic circuit diagram of a working machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the target swing speed and the proportional valve instruction current value.
  • FIG. 4 is a graph showing the time course of the target turning speed and the actual turning speed.
  • FIG. 5 is a flowchart showing internal variation factor correction control executed by the swing control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the target swing speed and the proportional valve instruction current value.
  • FIG. 7 is a graph showing the time course of the proportional valve instruction current value.
  • FIG. 8 is a flowchart showing correction control for external fluctuation factors executed by the swing control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart showing correction control for external fluctuation factors executed by a swing control device according to a modified embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view of a crane 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the directions of “top”, “bottom”, “front”, and “rear” are shown in each figure from now on, the said directions are based on the structure and assembly method of the crane 10 according to each embodiment. This is shown for convenience of explanation, and does not limit the moving direction or usage mode of the crane according to the present invention.
  • the crane 10 includes an upper revolving body 12 corresponding to a crane main body, a lower traveling body 14 (lower main body) that rotatably supports the upper revolving body 12, and an attachment 10S (also referred to as an undulating body) including a boom 16 and a jib 18. ), and a mast 20 which is a boom hoisting member.
  • the upper rotating body 12 is supported by the lower traveling body 14 so as to be able to turn around a turning center axis CL that extends in the vertical direction with respect to the lower traveling body 14 .
  • a swing bearing 12S (FIG. 1) is disposed between the upper rotating body 12 and the lower traveling body 14, and the upper rotating body 12 rotates due to the sliding (rotation) of the rotating bearing 12S.
  • a counterweight 13 for adjusting the balance of the crane 10 is loaded on the rear part of the upper revolving structure 12. Furthermore, a cab 15 is provided at the front end of the upper revolving body 12. The cab 15 corresponds to the driver's seat of the crane 10.
  • the attachment 10S includes a base end that is rotatably supported by the revolving upper structure 12 in the up-and-down direction and a distal end portion on the opposite side of the base end, and is removably attached to the revolving upper structure 12. has been done.
  • the boom 16 shown in FIG. 1 is of a so-called lattice type and is composed of a lower boom 16A, one or more (three in the illustrated example) intermediate booms 16B, 16C, and 16D, and an upper boom 16E.
  • a jib 18 and a rear strut 21 and a front strut 22 for rotating the jib 18 are rotatably connected to the tip of the upper boom 16E, respectively.
  • the boom 16 is rotatably supported by the upper revolving body 12 around a rotation axis extending in the left-right direction using a boom foot pin 16S provided at the lower end as a fulcrum.
  • the specific structure of the boom is not limited.
  • the boom may have no intermediate members or may have a different number of intermediate members than those described above.
  • the boom may be constructed from a single piece.
  • the specific structure of the jib 18 is also not limited.
  • the base end of the jib 18 is rotatably connected (spin supported) to the tip of the upper boom 16E of the boom 16.
  • the horizontal axis is parallel to the rotation axis (boom foot pin 16S).
  • the mast 20 has a base end and a rotating end, and the base end is rotatably connected to the upper revolving structure 12.
  • the axis of rotation of the mast 20 is parallel to the axis of rotation of the boom 16 and located immediately behind the axis of rotation of the boom 16 . That is, this mast 20 is rotatable in the same direction as the up-and-down direction of the boom 16.
  • the rotating end of the mast 20 is connected to the tip of the boom 16 via a pair of left and right boom guy lines 24. This connection allows the rotation of the mast 20 and the rotation of the boom 16 to be coordinated.
  • the crane 10 includes a pair of left and right backstops 23, a pair of left and right strut backstops 25 and guy lines 26, and a pair of left and right jib guy lines 28.
  • a pair of left and right backstops 23 prevent the boom 16 from being blown backward by strong winds or the like.
  • the rear strut 21 is rotatably supported by the tip of the boom 16.
  • the rear strut 21 is held in a posture extending from the tip of the upper boom 16E toward the boom upright side (left side in FIG. 1).
  • a pair of left and right strut backstops 25 and a pair of left and right guy lines 26 are interposed.
  • the front strut 22 is disposed behind the jib 18 and is rotatably supported by the tip of the boom 16 (upper boom 16E) so as to rotate in conjunction with the jib 18.
  • a pair of left and right jib guy lines 28 are stretched so as to connect the tip of the front strut 22 and the tip of the jib 18. Therefore, by rotationally driving the front strut 22, the jib 18 is also rotationally driven integrally with the front strut 22.
  • the crane 10 further includes various winches. Specifically, the crane 10 includes a boom hoisting winch 30 for hoisting the boom 16, a jib hoisting winch 32 for rotating the jib 18 in the hoisting direction, and hoisting and lowering of a suspended load. A main winding winch 34 and an auxiliary winding winch 36 are provided. The crane 10 also includes a boom hoisting rope 38, a jib hoisting rope 44, a main hoisting rope 50, and an auxiliary hoisting rope 60. The positions of the winches 30, 32, 34, 36 described above are not limited to the embodiment shown in FIG.
  • the boom hoisting winch 30 changes the distance between the sheave blocks 40 and 42 by winding and letting out the boom hoisting rope 38. As a result, the mast 20 and the boom 16 interlocked with the mast 20 rotate in the up-and-down direction.
  • the jib hoisting winch 32 changes the distance between both sheave blocks 47 and 48 by winding and letting out the jib hoisting rope 44 that is passed between the rear strut 21 and the front strut 22, and The front strut 22 is rotated relative to the strut 21. As a result, the jib hoisting winch 32 hoists the jib 18 that is interlocked with the front strut 22.
  • the main hoisting winch 34 changes the distance between the sheaves 56 and 58 by hoisting and lowering the suspended load using the main hoisting rope 50.
  • the main hook 57 connected to the main hoisting rope 50 hanging from the tip of the jib 18 is hoisted up and lowered.
  • the main winding rope 50 (hanging load rope) is suspended from the tip of the attachment 10S and connected to the hanging load via the main hook 57.
  • the auxiliary hoisting winch 36 winds up and lowers the suspended load using the auxiliary hoisting rope 60, so that an unillustrated auxiliary hook for the suspended load connected to the end of the auxiliary hoisting rope 60 is hoisted, or be lowered.
  • FIG. 2 is a block diagram and a hydraulic circuit diagram of the crane 10 according to the present embodiment.
  • the crane 10 further includes a swing drive section 101 and a swing control device 100.
  • the swing driving unit 101 swings the upper swing structure 12 with a driving force according to the magnitude of the input command signal.
  • the swing drive unit 101 includes an engine 102, an ECU (Electronic Control Unit) 103, a hydraulic pump 104, a swing motor 105, a control valve 106, and a proportional valve 107.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the engine 102 has a rotating output shaft, and receives fuel supply to rotate the output shaft.
  • the driving force generated by the engine 102 rotates the hydraulic pump 104.
  • ECU 103 adjusts the amount of fuel supplied to engine 102 and adjusts the rotation speed of engine 102 in accordance with the rotation speed switching signal received from controller 110.
  • the hydraulic pump 104 discharges hydraulic oil to be supplied to the swing motor 105.
  • the swing motor 105 receives hydraulic oil from the hydraulic pump 104 and generates a driving force to swing the upper revolving structure 12 .
  • the swing motor 105 has two ports, and receives hydraulic oil into one of the two ports and discharges the hydraulic oil from the other port. Depending on where the hydraulic oil is received, the swing motor 105 rotates to swing the upper revolving body 12 in one swing direction (right swing direction) or the opposite swing direction (left swing direction).
  • the control valve 106 is arranged to be interposed between the hydraulic pump 104 and the swing motor 105, and changes the flow rate and flow path of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 104 to the swing motor 105. Specifically, the control valve 106 supplies the hydraulic oil of the hydraulic pump 104 to the swing motor 105 and drains the hydraulic oil discharged from the swing motor 105 when the swing motor 105 performs a right turning operation and a left turning operation. It operates to drain into the tank. Control valve 106 is a pilot-operated three-position directional valve having a pair of pilot ports.
  • the control valve 106 is maintained at a neutral position when no pilot pressure is input to either of the pair of pilot ports, and cuts off between the hydraulic pump 104 and the swing motor 105.
  • the control valve 106 When pilot pressure is input to the first pilot port, the control valve 106 is switched from the neutral position to the right rotation position with a stroke corresponding to the magnitude of the pilot pressure. As a result, hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 104 to one oil chamber of the swing motor 105 at a flow rate corresponding to the stroke, and hydraulic oil is discharged from the other oil chamber of the swing motor 105. As a result, the swing motor 105 swings the upper revolving body 12 in the right swing direction at a speed corresponding to the pilot pressure. The same applies when the upper rotating body 12 turns in the left turning direction.
  • the proportional valve 107 receives a command signal input from the controller 110 and opens so as to input pilot pressure according to the command signal to the pilot port of the control valve 106.
  • the proportional valve 107 is arranged to be interposed between a pilot pump (not shown) and the control valve 106. Although one proportional valve 107 is shown in FIG. 2, two proportional valves 107 are provided corresponding to the pair of pilot ports. Note that the two proportional valves 107 and the aforementioned control valve 106 constitute the valve mechanism of the present invention.
  • the valve mechanism opens so as to change the flow rate of hydraulic oil supplied to the swing motor 105 in accordance with an input command signal.
  • the swing control device 100 rotates the upper rotating body 12 by inputting a command signal to the swing drive unit 101.
  • the swing control device 100 includes a controller 110, a communication device 111, a server 112, a swing speed meter 121, a swing angle meter 122, an anemometer 123, an angle meter 124, a main body inclinometer 125, and a load meter 126. (load detection section).
  • the controller 110 controls each operation of the crane 10, including the turning operation of the upper revolving structure 12.
  • the controller 110 operates the swing drive unit 101 based on feedforward control so that the upper swing structure 12 swings at a target swing speed. Note that the functions of the controller 110 will be described in detail later.
  • the communication device 111 transmits various types of information input from the controller 110 to the server 112 and receives various types of information from the server 112 and inputs the received information to the controller 110.
  • the server 112 is located at a remote location different from the work site of the crane 10.
  • the server 112 functions as a management device that controls the plurality of cranes 10.
  • the server 112 is equipped with advanced arithmetic processing functions based on neural networks. Note that the functions of the server 112 may be provided in the controller 110.
  • the swing speed meter 121 detects the swing speed of the upper swing structure 12 and inputs a signal corresponding to the detected speed to the controller 110.
  • the turning angle meter 122 detects the turning angle of the upper rotating structure 12 with respect to the lower traveling structure 14 and inputs a signal corresponding to the detected angle to the controller 110.
  • the turning angle is detected at a maximum of 360 degrees, with a state in which the longitudinal direction of the upper rotating structure 12 and the longitudinal direction of the lower traveling structure 14 matching being 0 degrees, turning to the right as positive, and turning to the left as negative.
  • the anemometer 123 detects the wind direction and wind speed (both wind information) around the crane 10, and inputs a signal according to the detected information to the controller 110.
  • the angle meter 124 detects the heave angle of the boom 16 and the heave angle of the jib 18, and inputs a signal corresponding to the detected angle to the controller 110.
  • the luffing angle of the boom 16 is the relative angle of the centerline of the boom 16 to the horizontal plane
  • the luffing angle of the jib 18 is the relative angle of the centerline of the jib 18 to the horizontal plane.
  • the definition of the undulation angle is not limited to this.
  • the main body inclinometer 125 detects the inclination angle of the main body of the crane 10 (upper rotating structure 12, lower traveling structure 14) with respect to the horizontal plane, and inputs a signal corresponding to the detected angle to the controller 110.
  • the main body inclinometer 125 detects a predetermined angle.
  • the load meter 126 detects the load of the suspended load suspended from the tip of the jib 18 and connected to the hook 57, and inputs a signal corresponding to the detected load to the controller 110.
  • the load cell 126 detects the load based on the tension of the rope 50, for example.
  • one of the automatic operation technologies for the crane 10 is to control the swinging speed and direction of the upper revolving structure 12 in order to suppress swinging of the load suspended from the tip of the jib 18.
  • Load swing is a phenomenon in which the suspended load (rope 50) swings around the tip of the jib 18 as a fulcrum. It is known that in a state in which a suspended load is swaying, the swinging can be brought to an end by controlling the swinging operation of the upper revolving structure 12.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the target turning speed and the proportional valve instruction current value.
  • a speed map as shown in FIG. 3 can be used. Such a speed map can be obtained by hydraulic power calculation.
  • the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 104 to the swing motor 105 is adjusted.
  • the rotation speed of the upper revolving body 12 is controlled. In this case, when the rotational speed of the engine 102 is high, the target turning speed can be obtained with a relatively small proportional current value.
  • the inventor of the present invention has focused on the fact that when attempting to control the turning operation of the upper rotating structure 12 based on a preset speed map, the actual turning speed varies due to various fluctuation factors, This led me to think of the present invention.
  • Table 1 shows an example of such fluctuation factors.
  • Factors that cause the rotation speed of the upper revolving structure 12 to vary are classified into internal factors (internal variation factors) and external factors (external variation factors).
  • the internal factors are mainly related to the cranes 10, and when a plurality of cranes 10 are present, the internal factors exhibit different sizes among the cranes 10.
  • influencing factors included in the internal factors include friction, valve spring variations, and proportional valve variations. Friction corresponds to individual variations in the swing bearing 12S (FIG. 1) and its accompanying reduction gear.
  • the valve spring variations correspond to individual variations in the spring constants of a pair of springs provided corresponding to each pilot port of the control valve 106.
  • the opening area of the control valve 106 will change even if the proportional valve instruction current value is the same, and as a result, the rotation speed of the upper revolving structure 12 will change. Further, the proportional valve variation is the variation between individual proportional valves 107, and even if the proportional valve command current value is the same, the pilot pressure supplied to the pilot port of the control valve 106 differs between individual proportional valves 107. means.
  • influencing factors included in external factors include wind load (wind information) and body inclination.
  • the wind load refers to a load that acts on the attachment 10S due to the wind generated at the work site, resulting in resistance to the swinging operation of the upper swing structure 12.
  • a larger resistance acts on the attachment 10S.
  • the magnitude of the resistance changes depending on the wind direction with respect to the swinging operation of the upper swing structure 12, that is, the attachment 10S.
  • the magnitude of the wind load changes depending on the area of the wind, it also changes depending on the configuration of the attachment 10S (only the boom 16 or the boom 16 and the jib 18), the angle of the boom 16, and the angle of the jib 18. .
  • the main body inclination corresponds to the inclination of the main body (upper rotating structure 12, lower traveling structure 14) of the crane 10 at a work site.
  • the central axis of rotation of the upper revolving body 12 is inclined with respect to the vertical direction.
  • the gravity acting on the attachment 10S acts to promote or hinder the turning operation depending on the turning position (turning angle) of the upper turning structure 12, which causes variations in turning speed.
  • the machine-related parameters related to the body inclination include the configuration of the attachment 10S, the angle of the boom 16, and the angle of the jib 18, as well as the hanging load that affects the centrifugal force of the attachment 10S.
  • FIG. 4 is a graph showing the time course of the target turning speed and the actual turning speed.
  • the proportional valve instruction current value is input based on the speed map of FIG. 3, the actual swing speed will become smaller than the target swing speed due to resistance and load due to fluctuation factors.
  • the problem arises that the load swing cannot be suppressed or is exacerbated.
  • the controller 110 of the swing control device 100 appropriately controls the proportional valve instruction current value input to the proportional valve 107. Specifically, the controller 110 generates a corrected command signal by correcting a reference command signal set in advance corresponding to a predetermined target turning speed based on information regarding fluctuation factors that change the turning speed, and performs the correction. A command signal is input to the swing drive section 101.
  • the controller 110 adjusts the rotation speed of the upper revolving structure 12 based on Equation 1 below.
  • I_swing I_ideal+I_mod_in+I_mod_ext...(Formula 1)
  • I_swing is a proportional valve command current value (correction command signal) that is finally input to the proportional valve 107.
  • I_ideal is a theoretical value of the speed map described above, and is an instruction current value obtained from an ideal relationship.
  • I_mod_in is a term that corrects the above-mentioned internal factors
  • I_mod_ext is a term that corrects the above-mentioned external factors.
  • FIG. 5 is a flowchart showing internal factor correction control executed by the turning control device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the target swing speed and the proportional valve instruction current value.
  • FIG. 7 is a graph showing the time course of the proportional valve instruction current value.
  • the above I_mod_in is derived, set, and stored in the controller 110 with the attachment 10S removed from the upper revolving structure 12. That is, I_mod_in is set individually for each crane 10 in consideration of individual differences among the cranes 10.
  • the controller 110 instructs a predetermined target turning speed (step S1).
  • the controller 110 acquires information on the rotation speed of the engine 102 from the ECU 103 (step S2).
  • the rotation speed of the engine 102 is set by an operator through a rotation speed setting switch provided in the cab of the crane 10.
  • the controller 110 calculates I_ideal (step S3).
  • the speed map shown in FIG. 3 is stored in advance in the controller 110, and the controller 110 calculates I_ideal from the target turning speed and engine rotation speed in this speed map.
  • the graph information shown in FIG. 3 is stored in the controller 110
  • the vertical axis of the graph corresponds to I_ideal.
  • I_ideal may be calculated based on an arithmetic expression representing the graph stored in the controller 110.
  • the proportional valve instruction current value input to the proportional valve 107 is determined (step S4).
  • the controller 110 inputs the proportional valve instruction current value to the proportional valve 107, and opens the proportional valve 107 to rotate the swing motor 105 (step S5).
  • the upper rotating body 12 without the attachment 10S rotates with respect to the lower traveling body 14.
  • the swing speed meter 121 measures the actual swing speed of the upper swing structure 12, and inputs the result to the controller 110 (step S6).
  • the controller 110 creates and stores a map showing the relationship between the received actual swing speed and the proportional valve instruction current value determined in step S4 (step S7).
  • I_ideal acquired in step S3 is shown by a broken line
  • the actual turning speed mapped in step S7 is shown by a solid line.
  • I_swing' I_ideal+I_mod_in (Formula 2) That is, when it is desired to rotate the upper rotating body 12 at a predetermined target rotation speed, by inputting I_swing' to the proportional valve 107 instead of I_ideal, a highly accurate rotation speed can be achieved that suppresses variations due to internal factors. can be realized.
  • I_ideal is shown as a dashed line
  • I_swing' is shown as a solid line.
  • FIG. 8 is a flowchart showing external factor correction control executed by the turning control device 100 according to the present embodiment.
  • the above I_mod_ext is derived, set, and stored in the controller 110 in a state where the attachment 10S is attached to the upper revolving structure 12 at the work site of the crane 10. Note that before shipment from the factory, after the above I_mod_in is derived and set, the initial value of I_mod_ext may be set using the same procedure as described below.
  • the controller 110 instructs a predetermined target turning speed (step S11).
  • the controller 110 acquires information regarding the configuration of the attachment 10S that is stored in advance in the storage unit within the controller 110 (step S12).
  • the controller 110 acquires information on the rotation speed of the engine 102 from the ECU 103 (step S13).
  • the controller 110 calculates I_ideal' (step S14).
  • a speed map that takes internal factors into account as shown by the solid line in FIG. Calculate.
  • the proportional valve instruction current value input to the proportional valve 107 is determined (step S15).
  • the controller 110 inputs the proportional valve instruction current value to the proportional valve 107, and opens the proportional valve 107 to rotate the swing motor 105 (step S16).
  • the upper rotating body 12 with the attachment 10S attached rotates relative to the lower traveling body 14.
  • each parameter is measured.
  • the swing speed meter 121 measures the actual swing speed of the upper revolving structure 12 and inputs the result to the controller 110 .
  • information detected by the turning angle meter 122, anemometer 123, angle meter 124, main body inclinometer 125, and load meter 126 is input to the controller 110, respectively.
  • the controller 110 controls the target swing speed in step S11, the attachment configuration in step S12, the actual swing speed acquired in step S17, the wind direction, the wind speed, the angles of the boom 16 and the jib 18, the main body inclination of the crane 10, and the suspended load load. is transmitted to the server 112 through the communication device 111 (FIG. 2) (step S18).
  • the server 112 updates the neural network using the acquired information as input values (step S19).
  • the neural network calculates the interrelationship of each of the above-mentioned input parameters, and accumulates information regarding the proportional valve command current value for obtaining the target turning speed when each parameter changes. Therefore, it is possible to output the optimal command current value I_opti that allows the target turning speed set in step S11 in FIG. 8 to be obtained with the highest accuracy.
  • the controller 110 acquires the optimal command current value I_opti input to the communication device 111 from the server 112 (step S20).
  • the controller 110 can calculate the latest I_mod_ext by subtracting I_ideal' calculated in step S14 from the optimal command current value I_opti (step S21). That is, the optimal command current value I_opti includes I_ideal, which is a command current value obtained from an ideal relationship, I_mod_in, which is a term that corrects the aforementioned internal factors, and I_mod_ext, which is a term that corrects the aforementioned external factors. Therefore, I_mod_ext can be obtained by removing I_ideal' corresponding to I_ideal+I_mod_in.
  • the process shown in FIG. 8 is also repeatedly executed by changing information such as the wind direction, wind speed, angle of the boom 16 and jib 18, tilt of the crane 10, and hanging load in addition to the engine speed and target turning speed. It is desirable that These operations may be performed at a factory or the like before shipping. As a result, even if these parameters change, I_mod_ext can be obtained with high accuracy. Therefore, even if each parameter may fluctuate at the work site, the proportional valve instruction current value I_swing that allows the upper rotating body 12 to rotate at the target rotation speed can be input to the proportional valve 107. Note that the proportional valve command current value I_swing may be set in accordance with at least one variation factor included in internal factors and external factors.
  • the server 112 may acquire each parameter from a plurality of cranes 10 operating at a work site, and to accumulate and share the information of I_mod_ext in the server 112.
  • cranes 10 of the same class may use a common I_mod_ext.
  • FIG. 9 is a flowchart showing external factor correction control executed by the turning control device 100 according to the modified embodiment of the present invention.
  • the neural network of the server 112 accumulates predetermined information in advance, and after the crane 10 starts work at the work site, an appropriate proportional valve instruction current value is determined according to each parameter acquired. I_swing is set.
  • the controller 110 instructs a predetermined target turning speed based on feedforward control in order to suppress swinging of the suspended load (step S31).
  • the controller 110 acquires information regarding the configuration of the attachment 10S (step S32). Further, the controller 110 obtains information on the rotation speed of the engine 102 from the ECU 103 (step S33).
  • step S34 each parameter is measured. Specifically, information detected by the turning angle meter 122, anemometer 123, angle meter 124, main body inclinometer 125, and load meter 126 is input to the controller 110.
  • the controller 110 transmits the acquired information to the server 112 (step S35).
  • the server 112 updates the neural network using the received information as an input value (step S36), determines the optimal proportional valve instruction current value I_swing corresponding to the target swing speed set in step S31 (step S37), and communicates It is transmitted to the controller 110 through the device 111.
  • the controller 110 opens the proportional valve 107 based on the proportional valve instruction current value I_swing, and executes the swinging operation of the upper rotating body 12 (step S38).
  • information in the neural network in the server 112 may be updated (learned) by transmitting the actual turning speed of the upper revolving structure 12 detected by the turning speed meter 121 from the controller 110 to the server 112.
  • the crane 10 while the crane 10 performs work at the work site, it is possible to control the swing speed of the revolving upper structure 12 with high accuracy and update information in the server 112.
  • the calculation method executed by the server 112 is not limited to neural networks, and may be based on other known machine learning functions.
  • the swing control device 100 operates the swing drive unit 101 based on feedforward control so that the upper swing structure 12 swings at the target swing speed.
  • the controller 110 generates a corrected command signal by correcting a reference command signal set in advance corresponding to a predetermined target turning speed based on information regarding a fluctuation factor that changes the turning speed, and generates a corrected command signal. It is input to the turning drive section 101. Therefore, the upper rotating body 12 can be accurately rotated at the target rotation speed while suppressing variations due to fluctuation factors.
  • variable factors include external variable factors related to the work site of the crane 10. Therefore, even if the external fluctuation factors that cause the swing speed to vary at the work site may change, the upper revolving body 12 can be rotated with high precision at the target swing speed.
  • the swing control device 100 includes an anemometer 123 (wind information acquisition unit), and the controller 110 corrects the reference command signal based on wind information including at least one of wind volume and wind direction as an external variation factor. It may also be one that generates a correction command signal. According to such a configuration, even if the wind information changes at the work site, the upper rotating body 12 can be accurately rotated at the target rotation speed.
  • anemometer 123 wind information acquisition unit
  • the controller 110 corrects the reference command signal based on wind information including at least one of wind volume and wind direction as an external variation factor. It may also be one that generates a correction command signal. According to such a configuration, even if the wind information changes at the work site, the upper rotating body 12 can be accurately rotated at the target rotation speed.
  • the controller 110 may be corrected to generate a corrected command signal based on wind direction and turning angle as external factors. According to such a configuration, the load that the attachment 10S receives from the wind is reduced depending on whether the attachment 10S supported by the upper revolving body 12 heads from windward to leeward or from leeward to windward.
  • the upper rotating body 12 can be rotated with high precision at the target rotation speed while taking into account the above.
  • the angle meter 124 in FIG. 2 can function as a working radius acquisition unit of the present invention. That is, when information about the lengths of the boom 16 and the jib 18 is stored in the controller 110 in advance, the angle of the boom 16 and the angle of the jib 18 are detected by the angle meter 124, so that the controller 110 The working radius of the attachment 10S in vision can be calculated. In this case, the controller 110 may correct the reference command signal and generate a corrected command signal based on the wind information and the working radius as external factors.
  • the controller 110 When the working radius of the attachment 10S is small, that is, when the attachment 10S takes a posture closer to the vertical direction with respect to the revolving upper structure 12, the moment that the attachment 10S receives in the lateral direction from the wind is small.
  • the working radius of the attachment 10S is large, that is, when the attachment 10S is in a largely prostrate position with respect to the rotating upper structure 12, the moment that the attachment 10S receives in the lateral direction from the wind becomes relatively large. . Therefore, the controller 110 generates a correction command signal by taking into account the working radius of the attachment 10S and the moment in the lateral direction (the lateral direction of the upper rotating structure 12) that the attachment 10S receives from the wind.
  • the body 12 can be rotated with high precision at the target rotation speed.
  • the controller 110 when the controller 110 includes a main body inclinometer 125 (inclination detection section), the controller 110 corrects the reference command signal based on the inclination angle of the upper revolving structure 12 with respect to the horizontal plane as an external factor, and outputs a corrected command signal. It may also be something that generates. According to such a configuration, the upper rotating body 12 can be accurately rotated at the target rotation speed while taking into account the influence of gravity that the attachment 10S supported by the upper rotating body 12 receives depending on the slope of the work site. can.
  • the controller 110 uses the inclination angle of the upper revolving structure 12 with respect to the horizontal plane and the rotation of the upper revolving structure 12 as external factors.
  • the reference command signal may be corrected based on the angle to generate a corrected command signal.
  • the amount of gravity that the attachment 10S receives depends on whether the attachment 10S supported by the upper revolving body 12 heads in the direction of climbing the slope or the direction of descending the slope.
  • the controller 110 may be configured to adjust the inclination angle and the working radius as an external factor.
  • the reference command signal may be corrected based on the reference command signal to generate a corrected command signal.
  • the correction command signal is generated while taking into account the influence of gravity received according to the slope of the work site and the lateral moment actually received by the attachment 10S, and the upper rotating body 12 is controlled. It is possible to turn with high precision at the target turning speed.
  • the controller 110 may correct the reference command signal and generate a corrected command signal based on the hanging load as an external factor.
  • the correction command signal is generated taking into account the load that the hanging load imparts to the swinging operation of the rotating upper structure 12, and the rotating upper structure 12 can be accurately rotated at the target turning speed.
  • variable factors may include internal factors related to the crane 10. In such a case, even if internal factors may change at the work site, the upper revolving body 12 can be rotated with high accuracy at the target rotation speed.
  • the internal factors include factors that change the rotation speed of the upper revolving structure 12 in the disconnected state.
  • the unconnected state is a state in which the attachment 10S is detached from the upper revolving structure 12.
  • the upper rotating body 12 can be rotated with high accuracy at the target rotation speed. That is, when the upper rotating body 12 without the attachment 10S pivots with respect to the lower traveling body 14, the tolerances and inter-individual variations of the rotating bearing 12S (FIG. 1) and the reducer connected thereto may be affected.
  • the turning speed of the upper revolving structure 12 can be set to the target turning speed, taking these factors into account.
  • the swing drive unit 101 connects the swing motor 105 to a valve mechanism (controller) that opens the valve to change the flow rate of hydraulic oil supplied to the swing motor 105 in accordance with an input command signal.
  • valve mechanism controller
  • proportional valve 107 the swinging speed of the upper revolving structure 12 can be stably set to the target swinging speed.
  • the controller 110 (server 112) receives information regarding the fluctuation factors, and corrects I_ideal (reference command signal) using a neural network. Therefore, even under conditions that require sophisticated calculations such as when a plurality of parameters change, it is possible to obtain an optimal corrected command signal by taking into account the influence of each parameter.
  • the controller 110 sets the command signal to the proportional valve 107 in consideration of both the internal factors and external factors shown in Table 1, but the present invention is not limited to this. It is not limited.
  • the controller 110 may set the command signal based on any variable factor. Further, each variation factor is not limited to those listed in Table 1.
  • the crane 10 shown in FIG. 1 may not include the rear strut 21 and the front strut 22, or may include one strut.
  • the structure of the mast that supports the boom 16 is not limited to that shown in FIG. 1, and may be another mast structure or a gantry structure (not shown).
  • the crane 10 may not include the jib 18.
  • the lower main body supporting the upper revolving structure 12 is not limited to the movable lower traveling structure 14, but may be of a fixed type.
  • the working machine according to the present invention is not limited to the crane 10, but may be another working machine having an upper revolving body that rotates with respect to a lower body.
  • a swing control device for a working machine includes a lower main body, an upper rotating body rotatably supported by the lower main body, and a swing control device for a working machine that uses a driving force to control the upper part of the working machine with a driving force according to the magnitude of an input command signal.
  • the present invention is used in a working machine that includes a rotation drive unit that rotates a revolving structure, and an attachment that is rotatably supported by the upper revolving structure in a undulating direction.
  • the swing control device is a controller that operates the swing drive unit based on feedforward control so that the upper swing structure swings at a predetermined target swing speed, and is configured in advance to correspond to the target swing speed.
  • the controller includes a controller that generates a corrected command signal by correcting the reference command signal based on information regarding a fluctuation factor that changes the swing speed, and inputs the corrected command signal to the swing driving section.
  • the controller corrects the reference command signal by taking into account fluctuation factors, it is possible to accurately rotate the upper rotating body at the target rotation speed while suppressing variations due to fluctuation factors.
  • the variation factors may include external variation factors related to the work site of the work machine.
  • the upper rotating body can be rotated with high accuracy at the target swing speed.
  • the above configuration may further include a wind information acquisition unit capable of acquiring wind information including at least one of the wind volume and wind direction at the work site, and the external fluctuation factor may include the wind information.
  • the upper rotating body can be rotated with high accuracy at the target rotation speed.
  • the above configuration further includes a turning angle detection unit capable of detecting a turning angle of the upper rotating body with respect to the lower body, the wind information includes the wind direction, and the controller is configured to operate based on at least the wind direction and the turning angle.
  • the reference command signal may be corrected by using the reference command signal.
  • the upper rotating body depending on whether the attachment supported by the upper revolving structure is directed from windward to leeward or from leeward to windward, the upper rotating body is The rotating body can be rotated with high precision at the target rotation speed.
  • the above configuration may further include a working radius acquisition unit capable of acquiring information regarding the working radius of the attachment, and the controller may correct the reference command signal based on at least the wind information and the working radius.
  • the controller accurately moves the upper rotating body at the target turning speed by taking into account the working radius of the attachment and the moment in the lateral direction (lateral direction of the upper rotating body) that the attachment receives from the wind. It can be rotated well.
  • the above configuration may further include an inclination detection unit capable of detecting an inclination angle of the upper revolving structure with respect to a horizontal plane at the work site, and the external fluctuation factor may include the inclination angle.
  • the upper revolving structure can be accurately rotated at the target rotation speed while taking into account the influence of gravity that the attachment supported by the upper revolving structure receives depending on the slope of the work site.
  • the controller further includes a swing angle detection unit capable of detecting a swing angle of the upper rotating body with respect to the lower body, and the controller corrects the reference command signal based on at least the tilt angle and the swing angle. It can be anything.
  • the influence of gravity on the attachment is taken into account depending on whether the attachment supported by the upper revolving body is headed up the slope or down the slope.
  • the upper rotating body can be rotated with high precision at the target rotation speed.
  • the controller may further include a working radius acquisition unit capable of acquiring information regarding the working radius of the attachment, and the controller may correct the reference command signal based on at least the inclination angle and the working radius.
  • the upper rotating body is accurately rotated at the target rotating speed while taking into account the influence of gravity that the attachment receives depending on the slope of the work site and the lateral moment that the attachment actually receives depending on the work radius. It can be rotated.
  • the above configuration may further include a load detection unit capable of detecting the load of a suspended load suspended from the tip of the attachment, and the controller may correct the reference command signal based on at least the load.
  • the upper revolving body can be accurately rotated at the target rotation speed by taking into consideration the load that the hanging load imparts to the swinging operation of the attachment and the upper revolving body.
  • the variation factor may include an internal variation factor related to the working machine.
  • the upper rotating body can be rotated with high accuracy at the target swing speed.
  • the internal fluctuation factor includes a factor that changes the rotation speed of the upper rotating body in an unconnected state, and the unconnected state is a state in which the attachment is detached from the upper rotating body. It can be anything.
  • the upper rotating body is moved at the target turning speed in a state where the attachment is attached to the upper rotating body, taking into account the fluctuation factors when the upper rotating body without an attachment turns with respect to the lower rotating body. It can be rotated with high precision.
  • the swing drive unit includes a swing motor that rotates to rotate the upper swing structure by receiving hydraulic oil, and an actuation that is supplied to the swing motor according to the input command signal. It may also include a valve mechanism that opens to change the flow rate of oil.
  • the controller may receive information regarding the variation factor and correct the reference command signal using a neural network.
  • a working machine includes a lower body, an upper rotating body rotatably supported by the lower body, and a rotating upper body that rotates the upper rotating body with a driving force according to the magnitude of an input command signal.
  • the present invention includes a turning drive unit for turning, an attachment rotatably supported by the upper revolving structure in the up-and-down direction, and the above-described turning control device for the working machine.
  • the upper rotating body can accurately rotate at the target rotation speed while suppressing variations due to fluctuation factors.

Landscapes

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Abstract

旋回制御装置（１００）は、上部旋回体（１２）と下部走行体（１４）と旋回駆動部（１０１）とアタッチメント（１０Ｓ）とを有するクレーン（１０）に用いられる。旋回制御装置（１００）のコントローラ（１１０）は、上部旋回体（１２）が目標旋回速度で旋回するようにフィードフォワード制御に基づいて旋回駆動部（１０１）を作動させる。コントローラ（１１０）は、所定の目標旋回速度に対応して予め設定された基準指令信号を、前記旋回速度を変動させる変動要因に関する情報に基づいて補正して補正指令信号を生成し、当該補正指令信号を旋回駆動部（１０１）に入力する。

Description

作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械
　本発明は、作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械に関する。
　従来、移動式クレーンとして、下部走行体と、上部旋回体と、ブームやジブのようなアタッチメントと、を備えたものが知られている（特許文献１）。アタッチメントは、上部旋回体の前部に起伏可能に取り付けられる。アタッチメントの先端部から垂下された吊り荷ロープに吊り荷が接続されると、吊り荷の吊り上げ作業が可能となる。また、このようなクレーンでは、吊り荷が吊り上げられた状態で上部旋回体の旋回動作が行われることがある。
特開２００８－１４３６３５号公報
　上記のようなクレーンにおいて、所望の目標旋回速度に対応する指令信号を駆動部に入力させて上部旋回体を旋回させようとしても、風などの影響により上部旋回体に負荷がかかり、実際の旋回速度が前記目標旋回速度に達しない場合があった。
　本発明の目的は、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることが可能な作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械を提供することにある。
　本発明の一局面に係る作業機械の旋回制御装置は、下部本体と、前記下部本体に旋回可能に支持される上部旋回体と、入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で前記上部旋回体を旋回させる旋回駆動部と、前記上部旋回体に起伏方向に回動可能に支持されるアタッチメントと、を有する作業機械に用いられる。当該旋回制御装置は、前記上部旋回体が所定の目標旋回速度で旋回するようにフィードフォワード制御に基づいて前記旋回駆動部を作動させるコントローラを備える。前記コントローラは、前記目標旋回速度に対応して予め設定された基準指令信号を、旋回速度を変動させる変動要因に関する情報に基づいて補正して補正指令信号を生成し、当該補正指令信号を前記旋回駆動部に入力する。
　本発明の他の局面に係る作業機械は、下部本体と、前記下部本体に旋回可能に支持される上部旋回体と、入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で前記上部旋回体を旋回させる旋回駆動部と、前記上部旋回体に起伏方向に回動可能に支持されるアタッチメントと、上記に記載の作業機械の旋回制御装置と、を備える。
図１は、本発明の一実施形態に係る旋回制御装置を備えた作業機械の側面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る作業機械のブロック図および油圧回路図である。 図３は、目標旋回速度と比例弁指示電流値との関係を示すグラフである。 図４は、目標旋回速度および実旋回速度の時間推移を示すグラフである。 図５は、本発明の一実施形態に係る旋回制御装置が実行する内的変動要因の補正制御を示すフローチャートである。 図６は、目標旋回速度と比例弁指示電流値との関係を示すグラフである。 図７は、比例弁指示電流値の時間推移を示すグラフである。 図８は、本発明の一実施形態に係る旋回制御装置が実行する外的変動要因の補正制御を示すフローチャートである。 図９は、本発明の変形実施形態に係る旋回制御装置が実行する外的変動要因の補正制御を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るクレーン１０の側面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、各実施形態に係るクレーン１０の構造および組立方法を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係るクレーンの移動方向や使用態様などを限定するものではない。
　クレーン１０は、クレーン本体に相当する上部旋回体１２と、この上部旋回体１２を旋回可能に支持する下部走行体１４（下部本体）と、ブーム１６及びジブ１８を含むアタッチメント１０Ｓ（起伏体ともいう）と、ブーム起伏用部材であるマスト２０と、を備える。上部旋回体１２は、下部走行体１４に対して上下方向に延びる旋回中心軸ＣＬ回りに旋回可能なように下部走行体１４に支持される。上部旋回体１２と下部走行体１４との間には、旋回ベアリング１２Ｓ（図１）が配置されており、当該旋回ベアリング１２Ｓの摺動（回転）によって、上部旋回体１２が旋回する。また、上部旋回体１２の後部には、クレーン１０のバランスを調整するためのカウンタウエイト１３が積載されている。また、上部旋回体１２の前端部には、キャブ１５が備えられている。キャブ１５は、クレーン１０の運転席に相当する。
　また、アタッチメント１０Ｓは、上部旋回体１２に起伏方向に回動可能に支持される基端部と当該基端部とは反対側の先端部とを含み、上部旋回体１２に対して着脱可能とされている。
　図１に示されるブーム１６は、いわゆるラチス型であり、下部ブーム１６Ａと、一または複数（図例では３個）の中間ブーム１６Ｂ，１６Ｃ、１６Ｄと、上部ブーム１６Ｅとから構成される。上部ブーム１６Ｅの先端部に、ジブ１８およびジブ１８を回動させるためのリヤストラット２１およびフロントストラット２２がそれぞれ回動可能に連結される。ブーム１６は、下端部に備えられたブームフットピン１６Ｓを支点として左右方向に延びる回転軸回りに上部旋回体１２に回動可能に軸支される。
　ただし、本発明ではブームの具体的な構造は限定されない。例えば、当該ブームは、中間部材がないものでもよく、また、上記とは中間部材の数が異なるものでもよい。更に、ブームは、単一の部材で構成されたものでもよい。
　ジブ１８も、その具体的な構造は限定されない。そして、このジブ１８の基端部は、ブーム１６の上部ブーム１６Ｅの先端部に回動可能に連結（軸支）されており、ジブ１８の回動軸は、上部旋回体１２に対するブーム１６の回動軸（ブームフットピン１６Ｓ）と平行な横軸になっている。
　マスト２０は、基端及び回動端を有し、その基端が上部旋回体１２に回動可能に連結される。マスト２０の回動軸は、ブーム１６の回動軸と平行でかつ当該ブーム１６の回動軸のすぐ後方に位置している。すなわち、このマスト２０はブーム１６の起伏方向と同方向に回動可能である。一方、このマスト２０の回動端は左右一対のブーム用ガイライン２４を介してブーム１６の先端に連結される。この連結は、マスト２０の回動とブーム１６の回動とを連携させる。
　更に、クレーン１０は、左右一対のバックストップ２３と、左右一対のストラットバックストップ２５およびガイライン２６と、左右一対のジブ用ガイライン２８と、を備える。左右一対のバックストップ２３は、ブーム１６が強風等で後方に煽られることを規制する。
　リヤストラット２１は、ブーム１６の先端部に回動可能に軸支される。リヤストラット２１は、上部ブーム１６Ｅの先端からブーム起立側（図１では左側）に張り出す姿勢で保持される。この姿勢を保持する手段として、左右一対のストラットバックストップ２５及び左右一対のガイライン２６が介在する。
　フロントストラット２２は、ジブ１８の後方に配置されており、ジブ１８と連動して回動するようにブーム１６の先端部（上部ブーム１６Ｅ）に回動可能に軸支されている。詳しくは、このフロントストラット２２の先端部とジブ１８の先端部とを連結するように左右一対のジブ用ガイライン２８が張設される。従って、このフロントストラット２２の回動駆動によって、ジブ１８もフロントストラット２２と一体的に回動駆動される。
　クレーン１０は、各種ウインチを更に備える。具体的には、クレーン１０は、ブーム１６を起伏させるためのブーム起伏用ウインチ３０と、ジブ１８を起伏方向に回動させるためのジブ起伏用ウインチ３２と、吊り荷の巻上げ及び巻下げを行うための主巻用ウインチ３４及び補巻用ウインチ３６とを備える。また、クレーン１０は、ブーム起伏用ロープ３８と、ジブ起伏用ロープ４４と、主巻ロープ５０と、補巻ロープ６０と、を備える。上記のウインチ３０，３２，３４，３６の位置は、図１の態様に限定されるものではない。
　ブーム起伏用ウインチ３０は、ブーム起伏用ロープ３８の巻き取りや繰り出しを行うことにより、両シーブブロック４０，４２間の距離を変化させる。これによってマスト２０さらにはこれと連動するブーム１６が起伏方向に回動する。
　ジブ起伏用ウインチ３２は、リヤストラット２１とフロントストラット２２との間に掛け回されたジブ起伏用ロープ４４の巻き取り及び繰り出しを行うことで、両シーブブロック４７，４８間の距離を変え、リヤストラット２１に対してフロントストラット２２を相対的に回動させる。この結果、ジブ起伏用ウインチ３２は、フロントストラット２２と連動するジブ１８を起伏させる。
　主巻用ウインチ３４は、主巻ロープ５０による吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行うことで両シーブ５６，５８間の距離を変化させる。この結果、ジブ１８の先端から垂下された主巻ロープ５０に連結された主フック５７の巻き上げ及び巻き下げが行われる。このように本実施形態では、主巻ロープ５０（吊り荷ロープ）は、アタッチメント１０Ｓの前記先端部から垂下され、主フック５７を介して吊り荷に接続される。
　同様にして、補巻用ウインチ３６が補巻ロープ６０による吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行うことで、補巻ロープ６０の末端に連結された図略の吊荷用の補フックが巻上げられ、または巻下げられる。
　図２は、本実施形態に係るクレーン１０のブロック図および油圧回路図である。クレーン１０は、旋回駆動部１０１と、旋回制御装置１００とを更に備える。
　旋回駆動部１０１は、入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で上部旋回体１２を旋回させる。旋回駆動部１０１は、エンジン１０２と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１０３と、油圧ポンプ１０４と、旋回モーター１０５と、コントロールバルブ１０６と、比例弁１０７と、を有する。
　エンジン１０２は、回転する出力軸を有し、燃料の供給を受けて前記出力軸を回転させる。エンジン１０２が発生する駆動力は、油圧ポンプ１０４を回転させる。ＥＣＵ１０３は、コントローラ１１０から受ける回転数切換信号に応じて、エンジン１０２への燃料供給量を調整し、エンジン１０２の回転数を調整する。
　油圧ポンプ１０４は、旋回モーター１０５に供給する作動油を吐出する。旋回モーター１０５は、油圧ポンプ１０４からの作動油を受け入れ、上部旋回体１２を旋回させる駆動力を発生する。旋回モーター１０５は、２つのポートを有し、当該２つのポートのうちの一方のポートに作動油を受け入れるとともに他方のポートから作動油を排出する。作動油の受入先に応じて、旋回モーター１０５は、上部旋回体１２を一の旋回方向（右旋回方向）またはその反対の他の旋回方向（左旋回方向）に旋回させるように回転する。
　コントロールバルブ１０６は、油圧ポンプ１０４と旋回モーター１０５との間に介在するように配置され、当該油圧ポンプ１０４から旋回モーター１０５に供給される作動油の流量および流路を変化させる。具体的に、コントロールバルブ１０６は、旋回モーター１０５が右旋回動作および左旋回動作を行う際に、旋回モーター１０５に油圧ポンプ１０４の作動油を供給するとともに旋回モーター１０５から排出された作動油をタンクに排出するように作動する。コントロールバルブ１０６は、一対のパイロットポートを有するパイロット操作式の３位置方向切換弁からなる。
　コントロールバルブ１０６は、一対のパイロットポートの何れにもパイロット圧が入力されないときは中立位置に保たれ、前記油圧ポンプ１０４と旋回モーター１０５との間を遮断する。
　コントロールバルブ１０６は、第１のパイロットポートにパイロット圧が入力されると、そのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から右旋回位置に切り換えられる。これにより、前記油圧ポンプ１０４から旋回モーター１０５の一の油室に前記ストロークに応じた流量で作動油が供給されるとともに、旋回モーター１０５の他の油室から作動油が排出される。この結果、旋回モーター１０５は前記パイロット圧に対応した速度で上部旋回体１２を右旋回方向に旋回させる。なお、上部旋回体１２が左旋回方向に旋回する場合も、同様である。
　比例弁１０７は、コントローラ１１０から入力される指令信号を受けて、当該指令信号に応じたパイロット圧をコントロールバルブ１０６のパイロットポートに入力するように開弁する。比例弁１０７は、不図示のパイロットポンプとコントロールバルブ１０６との間に介在するように配置されている。なお、図２では、１つの比例弁１０７が図示されているが、前記一対のパイロットポートに対応して、２つの比例弁１０７が設けられている。なお、２つの比例弁１０７および前述のコントロールバルブ１０６は、本発明の弁機構を構成する。当該弁機構は、入力される指令信号に応じて、旋回モーター１０５に供給される作動油の流量を変化させるように開弁する。
　旋回制御装置１００は、旋回駆動部１０１に指令信号を入力することで、上部旋回体１２を旋回させる。旋回制御装置１００は、コントローラ１１０と、通信機器１１１と、サーバー１１２と、旋回速度計１２１と、旋回角度計１２２と、風速計１２３と、角度計１２４と、本体傾斜計１２５と、荷重計１２６（荷重検出部）とを有する。
　コントローラ１１０は、上部旋回体１２の旋回動作を含む、クレーン１０の各動作を統括する。特に、コントローラ１１０は、上部旋回体１２が目標旋回速度で旋回するようにフィードフォワード制御に基づいて旋回駆動部１０１を作動させる。なお、コントローラ１１０の機能については、後記で詳述する。
　通信機器１１１は、コントローラ１１０から入力された各種の情報をサーバー１１２に向かって送信するとともに、サーバー１１２から各種の情報を受信して、コントローラ１１０に入力する。
　サーバー１１２は、クレーン１０の作業現場とは異なる、遠隔地に配置されている。サーバー１１２は、複数のクレーン１０をコントロールする管理装置として機能する。本実施形態では、サーバー１１２は、ニューラルネットワークに基づく高度の演算処理機能を備えている。なお、サーバー１１２の機能は、コントローラ１１０が備えても良い。
　旋回速度計１２１は、上部旋回体１２の旋回速度を検出し、検出した速度に応じた信号をコントローラ１１０に入力する。
　旋回角度計１２２は、下部走行体１４に対する上部旋回体１２の旋回角度を検出し、検出した角度に応じた信号をコントローラ１１０に入力する。前記旋回角度は、上部旋回体１２の前後方向と下部走行体１４の前後方向とが合致する状態を０度とし、右旋回をプラス、左旋回をマイナスとして、最大３６０度で検出される。
　風速計１２３は、クレーン１０の周囲における風向、風速（いずれも風情報）を検出し、検出した情報に応じた信号をコントローラ１１０に入力する。
　角度計１２４は、ブーム１６の起伏角、ジブ１８の起伏角をそれぞれ検出し、検出した角度に応じた信号をコントローラ１１０に入力する。ブーム１６の起伏角は、水平面に対するブーム１６の中心線の相対角度であり、ジブ１８の起伏角は水平面に対するジブ１８の中心線の相対角度である。起伏角の定義は、これに限定されるものではない。
　本体傾斜計１２５は、クレーン１０の本体（上部旋回体１２、下部走行体１４）の水平面に対する傾斜角を検出し、検出した角度に応じた信号をコントローラ１１０に入力する。クレーン１０が傾斜地において作業をする場合などに、本体傾斜計１２５は、所定の角度を検出する。
　荷重計１２６は、ジブ１８の先端部から吊り下げられフック５７に接続される吊り荷の荷重を検出し、検出した荷重に応じた信号をコントローラ１１０に入力する。荷重計１２６は、たとえば、ロープ５０の張力に基づいて前記荷重を検出する。
　クレーン１０の作業現場では、上部旋回体１２を所望の旋回速度で旋回させる必要がある。一例として、クレーン１０の自動運転技術の一つとして、ジブ１８の先端部から吊り下げられた吊り荷の荷振れを抑制するために、上部旋回体１２の旋回速度、旋回方向を制御することがある。荷振れは、吊り荷（ロープ５０）が、ジブ１８の先端部を支点として振れる現象である。吊り荷が振れた状態において、上部旋回体１２の旋回動作を制御することで、前記振れを収束させることが知られている。
　図３は、目標旋回速度と比例弁指示電流値との関係を示すグラフである。上記のような旋回速度の制御のために、図３に示すような速度マップを用いることができる。このような速度マップは、油圧の動力計算によって得ることができる。このような速度マップに基づいてコントローラ１１０から比例弁１０７に入力される比例弁指示電流値の大きさを制御することで、油圧ポンプ１０４から旋回モーター１０５に供給される作動油の流量が調整され、上部旋回体１２の旋回速度が制御される。この場合、エンジン１０２の回転数が大きい場合の方が、相対的に小さな比例電流値で目標の旋回速度を得ることができる。
　本発明の発明者は、予め設定された速度マップに戻づいて、上部旋回体１２の旋回動作を制御しようとした場合に、様々な変動要因によって、実際の旋回速度がばらつくことに着目し、本発明を想起するに至った。表１は、このような変動要因の一例を示すものである。
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　上部旋回体１２の旋回速度を変動させる要因は、内的要因（内的変動要因）と外的要因（外的変動要因）に分類される。内的要因は、主にクレーン１０に関連するものであり、複数のクレーン１０が存在する場合には、クレーン１０間で異なる大きさを示す。具体的に、内的要因に含まれる影響因子として、摩擦、バルブばねばらつき、比例弁ばらつきが挙げられる。摩擦は、前記旋回ベアリング１２Ｓ（図１）およびこれに付随する減速機の個体間ばらつきに相当する。バルブばねばらつきは、コントロールバルブ１０６の各パイロットポートに対応して設けられた一対のばねのばね定数の個体間ばらつきに相当する。当該ばね定数が異なると、同じ比例弁指示電流値であっても、コントロールバルブ１０６の開口面積が変化し、結果として、上部旋回体１２の旋回速度が変化する。また、比例弁ばらつきは、比例弁１０７の個体間ばらつきであり、同じ比例弁指示電流値を受けても、コントロールバルブ１０６のパイロットポートに供給されるパイロット圧が比例弁１０７の個体間で異なることを意味する。
　一方、外的要因に含まれる影響因子として、風荷重（風情報）、本体傾斜が挙げられる。風荷重は、作業現場において発生する風がアタッチメント１０Ｓに作用することで上部旋回体１２の旋回動作における抵抗となる荷重を意味する。風量が大きい場合には、より大きな抵抗がアタッチメント１０Ｓに作用する。また、上部旋回体１２、すなわちアタッチメント１０Ｓの旋回動作に対する風向によって、前記抵抗の大きさは変化する。更に、当該風荷重の大きさは、受風面積によって変化することから、アタッチメント１０Ｓの構成（ブーム１６のみか、ブーム１６およびジブ１８か）、ブーム１６の角度、ジブ１８の角度によっても変化する。また、本体傾斜は、作業現場におけるクレーン１０の本体（上部旋回体１２、下部走行体１４）の傾斜に相当する。所定の斜面において、クレーン１０が作業を行う場合、上部旋回体１２の旋回中心軸が鉛直方向に対して傾いた状態となる。このため、上部旋回体１２の旋回位置（旋回角度）に応じて、アタッチメント１０Ｓに作用する重力が、旋回動作を促進する、または、妨げるように働くため、旋回速度のばらつき要因となる。本体傾斜に関連する機械側関連パラメータは、アタッチメント１０Ｓの構成、ブーム１６の角度、ジブ１８の角度に加え、アタッチメント１０Ｓの遠心力に影響する吊荷荷重も含まれる。
　上記のように、上部旋回体１２の旋回速度には種々の変動要因が存在するため、図３のようにクレーン１０の個体差、作業現場の環境に関わらず予め設定された速度マップに基づいて旋回速度を制御しようとすると、目標の旋回速度を得ることができない。図４は、目標旋回速度および実旋回速度の時間推移を示すグラフである。図４に示すように、図３の速度マップに基づいて比例弁指示電流値を入力すると、変動要因による抵抗、負荷によって実旋回速度が目標旋回速度よりも小さくなってしまう。例えば、荷振れ制御を目的として上部旋回体１２の旋回速度を制御する場合には、結果として、荷振れが収まらない、または、助長されるという問題が生じる。
　本実施形態では、上記のような問題を解決するために、旋回制御装置１００のコントローラ１１０が、比例弁１０７に入力する比例弁指示電流値を好適に制御する。具体的に、コントローラ１１０は、所定の目標旋回速度に対応して予め設定された基準指令信号を、旋回速度を変動させる変動要因に関する情報に基づいて補正して補正指令信号を生成し、当該補正指令信号を旋回駆動部１０１に入力する。
　特に、本実施形態では、コントローラ１１０は、以下の式１に基づいて、上部旋回体１２の旋回速度の調整を行う。
　Ｉ＿ｓｗｉｎｇ＝Ｉ＿ｉｄｅａｌ＋Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎ＋Ｉ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔ　・・・（式１）
　式１において、Ｉ＿ｓｗｉｎｇは、最終的に比例弁１０７に入力される比例弁指示電流値（補正指令信号）である。また、Ｉ＿ｉｄｅａｌは、前述の速度マップの理論値であって、理想的な関係から得られる指示電流値である。Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎは、前述の内的要因を補正する項であり、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔは、前述の外的要因を補正する項である。
　次に、本実施形態において、上記のＩ＿ｍｏｄ＿ｉｎを導出する手順について説明する。図５は、本実施形態に係る旋回制御装置１００が実行する内的要因の補正制御を示すフローチャートである。図６は、目標旋回速度と比例弁指示電流値との関係を示すグラフである。図７は、比例弁指示電流値の時間推移を示すグラフである。
　本実施形態では、一例として、クレーン１０が工場から出荷される前に、アタッチメント１０Ｓが上部旋回体１２から取り外された状態で、上記のＩ＿ｍｏｄ＿ｉｎが導出、設定され、コントローラ１１０に記憶される。すなわち、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎは、クレーン１０の個体差を考慮して、クレーン１０ごとに個別に設定される。図５に示すように、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎの導出過程では、コントローラ１１０が所定の目標旋回速度を指示する（ステップＳ１）。次に、コントローラ１１０は、ＥＣＵ１０３からエンジン１０２の回転数の情報を取得する（ステップＳ２）。エンジン１０２の回転数は、クレーン１０のキャブ内に設けられた回転数設定スイッチを通じてオペレータによって設定される。次に、コントローラ１１０は、Ｉ＿ｉｄｅａｌを演算する（ステップＳ３）。一例として、図３に示す速度マップが予めコントローラ１１０に記憶されており、コントローラ１１０は、この速度マップにおいて、前記目標旋回速度、エンジン回転数から、Ｉ＿ｉｄｅａｌを演算する。なお、図３に示すグラフ情報がコントローラ１１０に記憶されている場合は、同グラフの縦軸が、Ｉ＿ｉｄｅａｌに相当する。なお、コントローラ１１０に格納された前記グラフを示す演算式に基づいて、Ｉ＿ｉｄｅａｌが算出されてもよい。この結果、比例弁１０７に入力される比例弁指示電流値が決定される（ステップＳ４）。
　次に、コントローラ１１０は、上記の比例弁指示電流値を比例弁１０７に入力し、比例弁１０７を開弁させることで旋回モーター１０５を回転させる（ステップＳ５）。この結果、アタッチメント１０Ｓが装着されていない状態の上部旋回体１２が下部走行体１４に対して旋回する。そして、旋回速度計１２１が上部旋回体１２の実旋回速度を測定し、その結果をコントローラ１１０に入力する（ステップＳ６）。コントローラ１１０は、受け取った実旋回速度と、ステップＳ４で決定された比例弁指示電流値との関係を示すマップを作成して記憶する（ステップＳ７）。図６では、ステップＳ３で取得されたＩ＿ｉｄｅａｌが破線で示され、ステップＳ７でマップ化された実旋回速度が、実線で示されている。換言すれば、アタッチメント１０Ｓが上部旋回体１２から取り外された状態においても、摩擦、バルブばねばらつき、比例弁ばらつきなどの内的要因によって、理想的な比例弁指示電流値Ｉ＿ｉｄｅａｌよりも大きな電流値が必要になる。そして、同じ目標旋回速度に対して、図６の実線と破線との差が、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎに相当する。この結果、コントローラ１１０は、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎの情報を取得することができる（ステップＳ８）。
　Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎを得ることによって、下記の式２に基づいて、内的要因を加味した比例弁補正電流値Ｉ＿ｓｗｉｎｇ’を設定することができる。
　Ｉ＿ｓｗｉｎｇ’＝Ｉ＿ｉｄｅａｌ＋Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎ　・・・（式２）
　すなわち、所定の目標旋回速度で上部旋回体１２を旋回させたい場合に、Ｉ＿ｉｄｅａｌに代えて、Ｉ＿ｓｗｉｎｇ’を比例弁１０７に入力することで、内的要因によるばらつきを抑制した、精度の良い旋回速度を実現することができる。図７では、Ｉ＿ｉｄｅａｌが破線で示され、Ｉ＿ｓｗｉｎｇ’が実線で示されている。
　なお、図５の手順は、エンジン回転数、目標旋回速度を変化させて、繰り返し実行されることが望ましい。この結果、これらのパラメータが変化した場合でも、高い精度でＩ＿ｍｏｄ＿ｉｎを取得することができる。
　次に、本実施形態において、上記のＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔを導出する手順について説明する。図８は、本実施形態に係る旋回制御装置１００が実行する外的要因の補正制御を示すフローチャートである。本実施形態では、一例として、クレーン１０の作業現場において、アタッチメント１０Ｓが上部旋回体１２に取り付けられた状態で、上記のＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔが導出、設定され、コントローラ１１０に記憶される。なお、工場出荷前であって、上記のＩ＿ｍｏｄ＿ｉｎが導出、設定された後に、以下と同様の手順でＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔの初期値が設定されてもよい。
　図８に示すように、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔの導出過程においても、コントローラ１１０が所定の目標旋回速度を指示する（ステップＳ１１）。次に、コントローラ１１０は、予めコントローラ１１０内の記憶部に記憶されているアタッチメント１０Ｓの構成に関する情報を取得する（ステップＳ１２）。更に、コントローラ１１０は、ＥＣＵ１０３からエンジン１０２の回転数の情報を取得する（ステップＳ１３）。そして、次に、コントローラ１１０は、Ｉ＿ｉｄｅａｌ’を演算する（ステップＳ１４）。一例として、図６の実線で示される、内的要因を加味した速度マップが予めコントローラ１１０に記憶されており、コントローラ１１０は、この速度マップにおいて、前記目標旋回速度、エンジン回転数から、Ｉ＿ｉｄｅａｌ’を演算する。この結果、比例弁１０７に入力される比例弁指示電流値が決定される（ステップＳ１５）。
　次に、コントローラ１１０は、上記の比例弁指示電流値を比例弁１０７に入力し、比例弁１０７を開弁させることで旋回モーター１０５を回転させる（ステップＳ１６）。この結果、アタッチメント１０Ｓが装着された状態の上部旋回体１２が下部走行体１４に対して旋回する。そして、ステップＳ１７において、各パラメータが測定される。具体的に、旋回速度計１２１が上部旋回体１２の実旋回速度を測定し、その結果をコントローラ１１０に入力する。同様に、旋回角度計１２２、風速計１２３、角度計１２４、本体傾斜計１２５、荷重計１２６が検出した情報がコントローラ１１０にそれぞれ入力される。
　ここで、コントローラ１１０は、ステップＳ１１の目標旋回速度、ステップＳ１２のアタッチメント構成、ステップＳ１７で取得した実旋回速度、風向、風速、ブーム１６およびジブ１８の角度、クレーン１０の本体傾斜、吊荷荷重の各情報を、通信機器１１１（図２）を通じて、サーバー１１２に送信する（ステップＳ１８）。
　サーバー１１２は、取得した各情報を入力値として、ニューラルネットワークを更新する（ステップＳ１９）。ここで、ニューラルネットワークは、上記の各入力パラメータの相互関係を演算するものであり、各パラメータが変化した場合の、目標旋回速度を得るための比例弁指令電流値に関する情報を蓄積する。したがって、図８のステップＳ１１で設定された目標旋回速度を、最も高い精度で得ることができる最適指令電流値Ｉ＿ｏｐｔｉを出力することができる。コントローラ１１０は、サーバー１１２から通信機器１１１に入力された最適指令電流値Ｉ＿ｏｐｔｉを取得する（ステップＳ２０）。
　そして、コントローラ１１０は、最適指令電流値Ｉ＿ｏｐｔｉからステップＳ１４で演算された、Ｉ＿ｉｄｅａｌ’を引くことで、最新のＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔを算出することができる（ステップＳ２１）。すなわち、最適指令電流値Ｉ＿ｏｐｔｉには、理想的な関係から得られる指示電流値であるＩ＿ｉｄｅａｌ、前述の内的要因を補正する項であるＩ＿ｍｏｄ＿ｉｎおよび前述の外的要因を補正する項であるＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔが含まれているため、Ｉ＿ｉｄｅａｌ＋Ｉ＿ｍｏｄ＿ｉｎに相当するＩ＿ｉｄｅａｌ’の分を取り除くことで、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔを得ることができる。
　図８に示される処理も、エンジン回転数、目標旋回速度に加えて、風向、風速、ブーム１６およびジブ１８の角度、クレーン１０の本体傾斜、吊荷荷重の各情報を変化させて、繰り返し実行されることが望ましい。これらの作業は、出荷前に工場などで行われても良い。この結果、これらのパラメータが変化した場合でも、高い精度でＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔを取得することができる。したがって、作業現場において、各パラメータが変動することがあっても、上部旋回体１２が目標旋回速度で旋回することが可能な比例弁指示電流値Ｉ＿ｓｗｉｎｇを比例弁１０７に入力することができる。なお、内的要因および外的要因に含まれる少なくとも一つ以上の変動要因に応じて、比例弁指示電流値Ｉ＿ｓｗｉｎｇが設定される態様でもよい。
　なお、サーバー１１２が作業現場で稼働する複数のクレーン１０から各パラメータを取得し、Ｉ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔの情報をサーバー１１２に蓄積、共有することも可能である。特に、同じクラス（仕様）のクレーン１０同士では、共通のＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔを用いてもよい。
　上記の実施形態では、作業現場においてクレーン１０の作業に先立って、外的要因を補正する項であるＩ＿ｍｏｄ＿ｅｘｔが設定される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図９は、本発明の変形実施形態に係る旋回制御装置１００が実行する外的要因の補正制御を示すフローチャートである。本変形実施形態では、予めサーバー１１２のニューラルネットワークが所定の情報を蓄積しており、作業現場においてクレーン１０が作業を開始した後に、取得される各パラメータに応じて、適正な比例弁指示電流値Ｉ＿ｓｗｉｎｇが設定される。
　たとえば、コントローラ１１０は吊り荷の振れを抑制するためにフィードフォワード制御に基づいて、所定の目標旋回速度を指示する（ステップＳ３１）。次に、コントローラ１１０は、アタッチメント１０Ｓの構成に関する情報を取得する（ステップＳ３２）。更に、コントローラ１１０は、ＥＣＵ１０３からエンジン１０２の回転数の情報を取得する（ステップＳ３３）。
　次に、ステップＳ３４において、各パラメータが測定される。具体的に、旋回角度計１２２、風速計１２３、角度計１２４、本体傾斜計１２５、荷重計１２６が検出した情報がコントローラ１１０に入力される。コントローラ１１０は、取得した情報をサーバー１１２に送信する（ステップＳ３５）。サーバー１１２は、受け付けた情報を入力値としてニューラルネットワークを更新し（ステップＳ３６）、ステップＳ３１で設定された目標旋回速度に対応する最適な比例弁指示電流値Ｉ＿ｓｗｉｎｇを決定し（ステップＳ３７）、通信機器１１１を通じてコントローラ１１０に送信する。コントローラ１１０は、当該比例弁指示電流値Ｉ＿ｓｗｉｎｇに基づいて、比例弁１０７を開弁させ、上部旋回体１２の旋回動作を実行する（ステップＳ３８）。この際、旋回速度計１２１が検出する上部旋回体１２の実旋回速度がコントローラ１１０からサーバー１１２に送信されることで、サーバー１１２内のニューラルネットワークの情報が更新（学習）されてもよい。
　以上のように、本変形実施形態では、クレーン１０が作業現場において作業を行いながら、高い精度で上部旋回体１２の旋回速度を制御するとともに、サーバー１１２内の情報を更新することができる。なお、サーバー１１２が実行する演算手法は、ニューラルネットワークに限定されるものではなく、その他の公知の機械学習機能などに基づくものでもよい。
　上記の各実施形態によれば、旋回制御装置１００（コントローラ１１０）が、上部旋回体１２が目標旋回速度で旋回するようにフィードフォワード制御に基づいて旋回駆動部１０１を作動させる。コントローラ１１０は、所定の目標旋回速度に対応して予め設定された基準指令信号を、前記旋回速度を変動させる変動要因に関する情報に基づいて補正して補正指令信号を生成し、当該補正指令信号を旋回駆動部１０１に入力する。このため、変動要因によるばらつきを抑えながら、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　特に、前記変動要因は、クレーン１０の作業現場に関連する外的変動要因を含む。このため、作業現場において旋回速度を変動させる外的変動要因が変化することがあっても、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　なお、旋回制御装置１００が風速計１２３（風情報取得部）を含み、コントローラ１１０が外的変動要因として風量および風向のうちの少なくとも一方を含む風情報に基づいて、前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。このような構成によれば、作業現場において風情報が変化することがあっても、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　また、旋回制御装置１００が、風速計１２３に加え、上部旋回体１２の下部走行体１４に対する旋回角度を検出可能な旋回角度計１２２（旋回角度検出部）を更に備える場合には、コントローラ１１０が外的要因として風向および旋回角度に基づいて、前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。このような構成によれば、上部旋回体１２に支持されたアタッチメント１０Ｓが、風上から風下、または、風下から風上のいずれの方向に向かうかに応じて、アタッチメント１０Ｓが風から受ける負荷を加味しながら、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　また、図２の角度計１２４は、本発明の作業半径取得部として機能することができる。すなわち、ブーム１６およびジブ１８の長さの情報が予めコントローラ１１０に格納されている場合、ブーム１６の起伏角、ジブ１８の起伏角が角度計１２４に検出されることで、コントローラ１１０は、平面視におけるアタッチメント１０Ｓの作業半径を演算することができる。この場合、コントローラ１１０は、外的要因として前記風情報および前記作業半径に基づいて、前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。
　アタッチメント１０Ｓの作業半径が小さい、すなわち、アタッチメント１０Ｓが上部旋回体１２に対してより鉛直方向に近い姿勢を取っている場合には、アタッチメント１０Ｓが風から横方向に受けるモーメントは小さい。一方、アタッチメント１０Ｓの作業半径が大きい、すなわち、アタッチメント１０Ｓが上部旋回体１２に対して大きく倒伏した姿勢を取っている場合には、アタッチメント１０Ｓが風から横方向に受けるモーメントは相対的に大きくなる。このため、コントローラ１１０は、アタッチメント１０Ｓの作業半径を加味することで、風からアタッチメント１０Ｓが受ける横方向（上部旋回体１２の横方向）のモーメントを加味して補正指令信号を生成し、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　また、コントローラ１１０が本体傾斜計１２５（傾斜検出部）を含む場合には、コントローラ１１０が外的要因として上部旋回体１２の水平面に対する傾斜角度に基づいて、前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。このような構成によれば、上部旋回体１２に支持されたアタッチメント１０Ｓが作業現場の傾斜に応じて受ける重力の影響を加味しながら、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　また、コントローラ１１０が本体傾斜計１２５（傾斜検出部）に加えて旋回角度計１２２を含む場合には、コントローラ１１０が外的要因として上部旋回体１２の水平面に対する傾斜角度および上部旋回体１２の旋回角度に基づいて、前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。このような構成によれば、上部旋回体１２に支持されたアタッチメント１０Ｓが、傾斜面を登る方向、または、傾斜面を下る方向のいずれの方向に向かうかに応じて、アタッチメント１０Ｓが受ける重力の影響を加味しながら補正指令信号を生成し、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　また、上記のようにコントローラ１１０が本体傾斜計１２５を含む場合において、前述の作業半径に関する情報を演算、取得することができる場合には、コントローラ１１０が外的要因として前記傾斜角度、作業半径に基づいて前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。このような構成によれば、作業現場の傾斜に応じて受ける重力の影響と、それに伴ってアタッチメント１０Ｓが実際に受ける横方向のモーメントを加味しながら補正指令信号を生成し、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　更に、コントローラ１１０が荷重計１２６を含む場合には、コントローラ１１０は外的要因としての吊り荷重に基づいて、前記基準指令信号を補正し補正指令信号を生成するものでもよい。このような構成によれば、吊り荷重が上部旋回体１２の旋回動作に付与する負荷を加味して補正指令信号を生成し、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　また、前記変動要因は、クレーン１０に関連する内的要因を含むものでもよい。このような場合には、作業現場において内的要因が変化することがあっても、上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　特に、本実施形態では、前記内的要因は、非接続状態において上部旋回体１２の旋回速度を変化させる要因を含む。前記非接続状態は前記アタッチメント１０Ｓが前記上部旋回体１２から脱離された状態である。このような構成によれば、アタッチメント１０Ｓを含まない上部旋回体１２が下部走行体１４に対して旋回する際の変動要因を加味した上で、アタッチメント１０Ｓが上部旋回体１２に装着された状態において上部旋回体１２を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。すなわち、アタッチメント１０Ｓが装着されていない状態の上部旋回体１２が下部走行体１４に対して旋回する際に、旋回ベアリング１２Ｓ（図１）やこれに連結された減速機などの公差、個体間ばらつきなどを加味した上で、上部旋回体１２の旋回速度を目標旋回速度に設定することができる。
　更に、本実施形態では、旋回駆動部１０１が、旋回モーター１０５と、入力される指令信号に応じて当該旋回モーター１０５に供給される作動油の流量を変化させるように開弁する弁機構（コントロールバルブ１０６、比例弁１０７）とを有する。このため、コントローラ１１０が弁機構に入力する指令信号（比例弁指示電流値）を最適化することで、上部旋回体１２の旋回速度を目標旋回速度に安定して設定することができる。
　また、本実施形態では、コントローラ１１０（サーバー１１２）が、前記変動要因に関する情報を受け付け、ニューラルネットワークによってＩ＿ｉｄｅａｌ（基準指令信号）を補正する。このため、複数のパラメータが変化するような高度な演算が必要な条件においても、各パラメータの影響を加味して最適な補正後の指令信号を取得することができる。
　以上、本発明の各実施形態に係る旋回制御装置１００およびこれを備えるクレーン１０について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明は、例えば以下のような変形実施形態を取ることができる。
　（１）上記の実施形態では、コントローラ１１０が、表１の内的要因、外的要因をともに考慮して比例弁１０７への指令信号を設定する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。コントローラ１１０は、いずれかの変動要因に基づいて前記指令信号を設定するものでもよい。また、各変動要因は、表１に記載されるものに限定されるものではない。
　（２）また、図１に示されるクレーン１０は、リヤストラット２１、フロントストラット２２を備えないものでもよいし、１つのストラットを備えるものでもよい。また、ブーム１６を支持するマストの構造も、図１に示されるものに限定されるものではなく、他のマスト構造や不図示のガントリ構造などでもよい。更に、クレーン１０は、ジブ１８を備えないものでもよい。更に、上部旋回体１２を支持する下部本体は、走行可能な下部走行体１４に限定されるものではなく、固定式のものでもよい。また、本発明に係る作業機械はクレーン１０に限定されるものではなく、下部本体に対して旋回する上部旋回体を有する他の作業機械でもよい。
　本発明の一局面に係る作業機械の旋回制御装置は、下部本体と、前記下部本体に旋回可能に支持される上部旋回体と、入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で前記上部旋回体を旋回させる旋回駆動部と、前記上部旋回体に起伏方向に回動可能に支持されるアタッチメントと、を有する作業機械に用いられる。当該旋回制御装置は、前記上部旋回体が所定の目標旋回速度で旋回するようにフィードフォワード制御に基づいて前記旋回駆動部を作動させるコントローラであって、前記目標旋回速度に対応して予め設定された基準指令信号を、旋回速度を変動させる変動要因に関する情報に基づいて補正して補正指令信号を生成し、当該補正指令信号を前記旋回駆動部に入力するコントローラを備える。
　本構成によれば、コントローラが変動要因を加味して基準指令信号を補正するため、変動要因によるばらつきを抑えながら、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記変動要因は、前記作業機械の作業現場に関連する外的変動要因を含むものでもよい。
　本構成によれば、作業現場において旋回速度を変動させる外的変動要因が変化することがあっても、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記作業現場における風量および風向のうちの少なくとも一方を含む風情報を取得可能な風情報取得部を更に備え、前記外的変動要因は、前記風情報を含むものでもよい。
　本構成によれば、作業現場において風情報が変化することがあっても、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記上部旋回体の前記下部本体に対する旋回角度を検出可能な旋回角度検出部を更に備え、前記風情報は前記風向を含み、前記コントローラは、少なくとも前記風向および前記旋回角度に基づいて前記基準指令信号を補正するものでもよい。
　本構成によれば、上部旋回体に支持されたアタッチメントが、風上から風下、または、風下から風上のいずれの方向に向かうかに応じて、アタッチメントが風から受ける負荷を加味しながら、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記アタッチメントの作業半径に関する情報を取得可能な作業半径取得部を更に備え、前記コントローラは、少なくとも前記風情報および前記作業半径に基づいて前記基準指令信号を補正するものでもよい。
　本構成によれば、コントローラは、アタッチメントの作業半径を加味することで、風からアタッチメントが受ける横方向（上部旋回体の横方向）のモーメントを加味して、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記作業現場における前記上部旋回体の水平面に対する傾斜角度を検出可能な傾斜検出部を更に備え、前記外的変動要因は、前記傾斜角度を含むものでもよい。
　本構成によれば、上部旋回体に支持されたアタッチメントが、作業現場の傾斜に応じて受ける重力の影響を加味しながら、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記上部旋回体の前記下部本体に対する旋回角度を検出可能な旋回角度検出部を更に備え、前記コントローラは、少なくとも前記傾斜角度および前記旋回角度に基づいて前記基準指令信号を補正するものでもよい。
　本構成によれば、上部旋回体に支持されたアタッチメントが、傾斜面を登る方向、または、傾斜面を下る方向のいずれの方向に向かうかに応じて、アタッチメントが受ける重力の影響を加味しながら、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記アタッチメントの作業半径に関する情報を取得可能な作業半径取得部を更に備え、前記コントローラは、少なくとも前記傾斜角度および前記作業半径に基づいて前記基準指令信号を補正するものでもよい。
　本構成によれば、作業現場の傾斜に応じてアタッチメントが受ける重力の影響と、作業半径に応じてアタッチメントが実際に受ける横方向のモーメントを加味しながら、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記アタッチメントの先端部から吊り下げられる吊り荷の荷重を検出可能な荷重検出部を更に備え、前記コントローラは、少なくとも前記荷重に基づいて前記基準指令信号を補正するものでもよい。
　本構成によれば、吊り荷重がアタッチメント、上部旋回体の旋回動作に付与する負荷を加味して、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記変動要因は、前記作業機械に関連する内的変動要因を含むものでもよい。
　本構成によれば、作業現場において旋回速度を変動させる内的変動要因が変化することがあっても、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記内的変動要因は、非接続状態において前記上部旋回体の旋回速度を変化させる要因を含み、前記非接続状態は前記アタッチメントが前記上部旋回体から脱離された状態であるものでもよい。
　本構成によれば、アタッチメントを含まない上部旋回体が下部走行体に対して旋回する際の変動要因を加味して、アタッチメントが上部旋回体に装着された状態において上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることができる。
　上記の構成において、前記旋回駆動部は、作動油を受け入れることで前記上部旋回体を旋回させるように回転する旋回モーターと、入力される前記指令信号に応じて、前記旋回モーターに供給される作動油の流量を変化させるように開弁する弁機構と、を有するものでもよい。
　本構成によれば、コントローラが弁機構に入力する指令信号を最適化することで、上部旋回体の旋回速度を目標旋回速度に安定して設定することができる。
　上記の構成において、前記コントローラは、前記変動要因に関する情報を受け付け、ニューラルネットワークによって前記基準指令信号を補正するものでもよい。
　本構成によれば、複数のパラメータが変化するような高度な演算が必要な条件においても、各パラメータの影響を加味して最適な補正後の指令信号を取得することができる。
　本発明の他の局面に係る作業機械は、下部本体と、前記下部本体に旋回可能に支持される上部旋回体と、入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で前記上部旋回体を旋回させる旋回駆動部と、前記上部旋回体に起伏方向に回動可能に支持されるアタッチメントと、上記に記載の作業機械の旋回制御装置と、を備える。
　本構成によれば、変動要因によるばらつきを抑えながら、上部旋回体が目標旋回速度で精度良く旋回することができる。
　本発明によれば、上部旋回体を目標旋回速度で精度良く旋回させることが可能な作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械を提供することができる。

Claims (14)

  1. 　下部本体と、
    　前記下部本体に旋回可能に支持される上部旋回体と、
    　入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で前記上部旋回体を旋回させる旋回駆動部と、
    　前記上部旋回体に起伏方向に回動可能に支持されるアタッチメントと、
    を有する作業機械に用いられる作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記上部旋回体が所定の目標旋回速度で旋回するようにフィードフォワード制御に基づいて前記旋回駆動部を作動させるコントローラであって、前記目標旋回速度に対応して予め設定された基準指令信号を、旋回速度を変動させる変動要因に関する情報に基づいて補正して補正指令信号を生成し、当該補正指令信号を前記旋回駆動部に入力するコントローラを備える、作業機械の旋回制御装置。
  2. 　請求項１に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記変動要因は、前記作業機械の作業現場に関連する外的変動要因を含む、作業機械の旋回制御装置。
  3. 　請求項２に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記作業現場における風量および風向のうちの少なくとも一方を含む風情報を取得可能な風情報取得部を更に備え、
    　前記外的変動要因は、前記風情報を含む、作業機械の旋回制御装置。
  4. 　請求項３に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記上部旋回体の前記下部本体に対する旋回角度を検出可能な旋回角度検出部を更に備え、
    　前記風情報は前記風向を含み、
    　前記コントローラは、少なくとも前記風向および前記旋回角度に基づいて前記基準指令信号を補正する、作業機械の旋回制御装置。
  5. 　請求項３または４に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記アタッチメントの作業半径に関する情報を取得可能な作業半径取得部を更に備え、
    　前記コントローラは、少なくとも前記風情報および前記作業半径に基づいて前記基準指令信号を補正する、作業機械の旋回制御装置。
  6. 　請求項２に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記作業現場における前記上部旋回体の水平面に対する傾斜角度を検出可能な傾斜検出部を更に備え、
    　前記外的変動要因は、前記傾斜角度を含む、作業機械の旋回制御装置。
  7. 　請求項６に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記上部旋回体の前記下部本体に対する旋回角度を検出可能な旋回角度検出部を更に備え、
    　前記コントローラは、少なくとも前記傾斜角度および前記旋回角度に基づいて前記基準指令信号を補正する、作業機械の旋回制御装置。
  8. 　請求項６または７に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記アタッチメントの作業半径に関する情報を取得可能な作業半径取得部を更に備え、
    　前記コントローラは、少なくとも前記傾斜角度および前記作業半径に基づいて前記基準指令信号を補正する、作業機械の旋回制御装置。
  9. 　請求項１乃至８の何れか１項に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記アタッチメントの先端部から吊り下げられる吊り荷の荷重を検出可能な荷重検出部を更に備え、
    　前記コントローラは、少なくとも前記荷重に基づいて前記基準指令信号を補正する、作業機械の旋回制御装置。
  10. 　請求項１乃至９の何れか１項に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記変動要因は、前記作業機械に関連する内的変動要因を含む、作業機械の旋回制御装置。
  11. 　請求項１０に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記内的変動要因は、非接続状態において前記上部旋回体の旋回速度を変化させる要因を含み、
    　前記非接続状態は前記アタッチメントが前記上部旋回体から脱離された状態である、作業機械の旋回制御装置。
  12. 　請求項１乃至１１の何れか１項に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記旋回駆動部は、
    　　作動油を受け入れることで前記上部旋回体を旋回させるように回転する旋回モーターと、
    　　入力される前記指令信号に応じて、前記旋回モーターに供給される作動油の流量を変化させるように開弁する弁機構と、
    　を有する、作業機械の旋回制御装置。
  13. 　請求項１乃至１２の何れか１項に記載の作業機械の旋回制御装置であって、
    　前記コントローラは、前記変動要因に関する情報を受け付け、ニューラルネットワークによって前記基準指令信号を補正する、作業機械の旋回制御装置。
  14. 　下部本体と、
    　前記下部本体に旋回可能に支持される上部旋回体と、
    　入力される指令信号の大きさに応じた駆動力で前記上部旋回体を旋回させる旋回駆動部と、
    　前記上部旋回体に起伏方向に回動可能に支持されるアタッチメントと、
    　請求項１乃至１３の何れか１項に記載の作業機械の旋回制御装置と、
    　を備える、作業機械。

     
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