JP2007146620A - Revolving type working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電動機によって旋回体を旋回駆動する旋回式作業機械に関するものである。 The present invention relates to a revolving work machine that revolves a revolving structure with an electric motor.
ショベルを例にとって説明する。 An explanation will be given using an excavator as an example.
ショベルは、図5に示すようにクローラ式の下部走行体1上に上部旋回体2が縦軸まわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体2に作業装置としての作業アタッチメント3が装着されて構成される。
As shown in FIG. 5, the excavator has an
作業アタッチメント3は、起伏自在なブーム4と、このブーム4の先端に水平軸まわりに回動自在に取付けられたアーム5と、このアーム5の先端に水平軸まわりに回動自在に取付けられたバケット6と、これらを作動させるブーム、アーム、バケット各シリンダ7,8,9とによって構成され、アーム5を機械側に引くアーム引き操作を伴う掘削動作や、アーム5を反対側に押すアーム押し操作を伴うダンプ動作等を行う。
The
このショベルにおいて、一般的には、旋回駆動源として油圧モータを用い、この油圧モータに対する油の供給方向と流量を変えることによって上部旋回体2の旋回方向と旋回速度をコントロールする油圧駆動方式がとられている。
In this shovel, generally, a hydraulic motor is used as a turning drive source, and a hydraulic drive system that controls the turning direction and the turning speed of the upper turning
一方、旋回駆動源として電動機を用い、この電動機の回転方向と速度を変えることによって上部旋回体2の旋回方向と旋回速度をコントロールする電動機駆動方式が公知である(特許文献1参照)。
On the other hand, an electric motor drive system is known in which an electric motor is used as a turning drive source and the turning direction and speed of the upper turning
この油圧駆動、電動機駆動両方式のいずれにおいても、電磁ブレーキ等のメカニカルブレーキを設け、このメカニカルブレーキを、基本的には旋回操作時には解除し、非旋回操作時に作動させることによって上部旋回体2を停止状態に保持する構成をとっている。
In both of the hydraulic drive type and the electric motor drive type, a mechanical brake such as an electromagnetic brake is provided, and the upper revolving
この場合、油圧駆動方式では、油圧モータ回路に設けられたコントロールバルブによって油圧ブレーキが働き、この油圧ブレーキ力とメカニカルブレーキ力の和によって上部旋回体2が停止状態に保持される。
In this case, in the hydraulic drive system, the hydraulic brake is operated by a control valve provided in the hydraulic motor circuit, and the
これに対して電動機駆動方式では、非旋回操作時には省エネルギーの観点から旋回電動機に通電せず、メカニカルブレーキを作動させることによって上部旋回体2を停止保持する構成がとられる(特許文献2参照)。
On the other hand, in the electric motor drive system, a configuration in which the
従って、油圧ブレーキが働かない電動機駆動方式の場合、非旋回操作時に上部旋回体2を停止状態に保持する力はメカニカルブレーキ力のみとなる。
Therefore, in the case of the electric motor drive system in which the hydraulic brake does not work, the force that holds the
ところが、非旋回操作時にも上部旋回体2に旋回外力が発生する場合がある。
However, a turning external force may be generated in the upper turning
とくに走行操作、なかでもスピンターンやピボットターンの操作を行うと、慣性によって上部旋回体2に大きな旋回外力が発生する。
In particular, when a traveling operation, especially a spin turn or pivot turn operation, is performed, a large turning external force is generated in the
また、作業操作時、とくにアーム引き操作を伴う掘削操作時(アーム引き操作のみによる掘削操作時を含む)にも、バケットを通じて作業アタッチメント3に横方向の掘削反力が働き、これが旋回外力として上部旋回体2に作用する場合がある。
In addition, during work operations, particularly during excavation operations that involve arm pulling operations (including excavation operations using only arm pulling operations), a lateral excavation reaction force acts on the
この場合、電動機駆動方式では、前記のようにメカニカルブレーキ力のみによって上部旋回体2を停止保持する構成であって、油圧駆動方式と比較して停止保持力が小さいため、旋回外力が停止保持力を超えて上部旋回体2が回ってしまい、このオペレータの意図しない自然旋回によって操作性、作業性が悪くなるという問題があった。
In this case, in the motor drive system, the
また、メカニカルブレーキに滑りが生じ、しかもこの滑りが高頻度で行われる掘削操作のたびに発生することから、同ブレーキの寿命が著しく低下する。あるいは同ブレーキの寿命設計を大きくせざるを得ないという問題もあった。 Further, since the mechanical brake slips and occurs every time when the excavation operation is frequently performed, the service life of the brake is remarkably reduced. There was also a problem that the life design of the brake had to be increased.
なお、油圧駆動方式では、掘削操作時には発生する旋回外力が比較的小さいことから、メカニカルブレーキ保護の観点から同ブレーキを解除し、油圧ブレーキ力で上部旋回体2を停止保持する構成をとっているが、油圧ブレーキが働かない電動機駆動方式においてメカニカルブレーキを解除すると、上部旋回体2が頻繁に旋回して作業性が悪くなる。
In the hydraulic drive system, since the external turning force generated at the time of excavation operation is relatively small, the brake is released from the viewpoint of mechanical brake protection, and the upper revolving
また、非旋回操作時にメカニカルブレーキを作動させる構成において、メカニカルブレーキの停止保持能力を大きくすることが考えられるが、こうすると同ブレーキが大型化してスペース、コストの面で非常に不利となるため、現実的でない。 In addition, in the configuration that activates the mechanical brake at the time of non-turning operation, it is conceivable to increase the stop holding capacity of the mechanical brake, but this increases the size of the brake, which is very disadvantageous in terms of space and cost, Not realistic.
一方、特許文献3には、旋回停止状態で掘削操作等によって旋回外力が発生した場合に、上部旋回体を停止状態に保持するための電動機制御を行う技術が開示されている。
On the other hand,
この公知技術においては、旋回外力に対抗する力を発揮させて電動機速度が0になるように目標速度(0)と実際速度の偏差で速度フィードバック制御を行うか、位置の偏差を無くする位置フィードバック制御を行うとしている。
上記特許文献3には、速度フィードバック制御の具体的内容は明示されていない。
The above-mentioned
ただし、目的として、旋回電動機に、旋回外力に対抗するトルクであって旋回外力以上のトルクを発生させて同電動機の動きを止め、もし旋回外力が大きくて旋回体が動いた場合には、旋回外力が無くなった時点で電動機トルクによって原位置に戻すこと、すなわち、旋回電動機を制御開始時点の位置(その場)に保持することが明示されている。 However, the purpose is to generate a torque against the turning external force that is greater than the turning external force and stop the movement of the electric motor, and if the turning body moves due to a large turning external force, Returning to the original position by the motor torque when the external force disappears, that is, holding the turning electric motor at the position (on the spot) at the start of control is clearly shown.
従って、特許文献3に記載された公知技術においては、定常偏差を無くするための積分項を含むPI制御を行うものと考えられる。
Therefore, in the known technique described in
しかし、位置フィードバック制御やこのPI制御によると、上記のように旋回外力が無くなったときに元に戻ろうとするトルクが発生し、このトルクによって上部旋回体が逆方向に動く『揺れ戻し』が生じる。 However, according to the position feedback control and the PI control, as described above, a torque is generated to return to the original when the turning external force is lost, and this torque causes “swing back” in which the upper turning body moves in the reverse direction. .
この『揺れ戻し』はオペレータの操作、意思とは無関係に起こるため、オペレータにとって操作性が悪くなり、機械周辺の作業者等にとっては危険となる。 Since this “shakeback” occurs regardless of the operation and intention of the operator, the operability is deteriorated for the operator, and it is dangerous for workers around the machine.
そこで本発明は、電動機駆動方式において、旋回停止状態で旋回外力発生操作が行われたときに、油圧ブレーキに代わる停止保持力を発生させて上部旋回体の自然旋回を抑え、しかも外力が無くなったときの上部旋回体の揺れ戻しを防止することができる旋回式作業機械を提供するものである。 Therefore, in the motor drive system, when a turning external force generation operation is performed in a turning stop state, the present invention generates a stop holding force in place of the hydraulic brake to suppress the natural turning of the upper turning body and eliminates the external force. It is an object of the present invention to provide a swivel work machine that can prevent the upper swing body from swinging back and forth.
請求項1の発明は、下部走行体と、この下部走行体上に旋回自在に搭載された上部旋回体と、この上部旋回体に取付けられた作業装置と、上部旋回体を旋回駆動する旋回電動機と、上記下部走行体の走行動作を指令する走行操作、上記上部旋回体の旋回動作を指令する旋回操作、及び上記作業装置の作動を指令する作業操作を行うための走行、作業、旋回各操作手段と、上部旋回体を停止状態に保持するメカニカルブレーキとを備えた旋回式作業機械において、旋回操作以外の操作であって上部旋回体に旋回外力が発生する旋回外力発生操作を検出する検出手段と、上記旋回電動機及びメカニカルブレーキの作動を制御する制御手段とを具備し、この制御手段は、旋回停止状態で上記旋回外力発生操作が行われたときに、上記旋回電動機に対し、上部旋回体をその位置に保持する保持トルク指令として、比例項のみの0速度制御によるトルク指令を出力するように構成されたものである。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a lower traveling body, an upper swing body that is pivotably mounted on the lower traveling body, a working device attached to the upper swing body, and a swing motor that swings and drives the upper swing body. Each of the running, working, and turning operations for performing the running operation for instructing the running operation of the lower traveling body, the turning operation for instructing the turning operation of the upper turning body, and the work operation for instructing the operation of the work device. Detecting means for detecting a turning external force generating operation in which a turning external force is generated in the upper turning body in an operation other than the turning operation in a swing type work machine having a means and a mechanical brake for holding the upper turning body in a stopped state And a control means for controlling the operation of the swing motor and the mechanical brake, and the control means is provided for the swing motor when the swing external force generation operation is performed in the swing stop state. , As the holding torque command to hold the upper rotating body in that position, but that is configured to output a torque command by 0 Speed control of only the proportional term.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、旋回停止状態で上記旋回外力発生操作が行われたときに、メカニカルブレーキをブレーキ解除状態とするとともに、旋回電動機に対する保持トルク指令を出力するように構成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, when the turning external force generation operation is performed in a turning stop state, the mechanical brake is brought into a brake release state and a holding torque command for the turning electric motor is output. It is composed of.
請求項3の発明は、請求項1または2の構成において、検出手段は走行操作を旋回外力発生操作として検出するように構成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the detecting means is configured to detect a traveling operation as a turning external force generating operation.
請求項4の発明は、請求項1または2の構成において、検出手段は走行ターン操作を旋回外力発生操作として検出するように構成されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the detecting means is configured to detect a traveling turn operation as a turning external force generating operation.
請求項5の発明は、請求項1または2の構成において、検出手段は作業操作を旋回外力発生操作として検出するように構成されたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the detecting means is configured to detect a work operation as a turning external force generating operation.
請求項6の発明は、請求項5の構成において、起伏自在なブームの先端にアーム、このアームの先端にバケットがそれぞれ回動自在に取付けられて作業装置としての作業アタッチメントが構成され、検出手段はこの作業アタッチメントのアーム引き操作を旋回外力発生操作として検出するように構成されたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fifth aspect, an arm is attached to the tip of the boom that can be raised and lowered, and a bucket is rotatably attached to the tip of the arm to constitute a work attachment as a work device, and detecting means Is configured to detect the arm pulling operation of the work attachment as a turning external force generating operation.
本発明によると、旋回外力発生操作(請求項3では走行操作、請求項4では走行ターン操作、請求項5,6では作業操作)を検出し、旋回停止状態でこの旋回外力発生操作が行われたときに、制御手段により旋回電動機に保持トルクを発生させる構成としたから、旋回外力発生操作時に、メカニカルブレーキを保護しながら上部旋回体を停止状態に保持することができる。
According to the present invention, a turning external force generation operation (traveling operation in
この場合、メカニカルブレーキを作動させたまま保持トルクを発生させるブレーキ併用方式をとってもよいし、請求項2の発明のようにメカニカルブレーキを解除し、保持トルのみによって停止保持作用を行うブレーキ解除方式をとってもよい。
In this case, a brake combined system that generates a holding torque while the mechanical brake is operated may be employed, or a brake releasing system that releases the mechanical brake and performs a stop holding action only by the holding torque as in the invention of
ブレーキ併用方式によると、メカニカルブレーキの負担を軽くしながら、とくに走行ターン操作のような大きな旋回外力が発生する操作時にも十分な停止保持力を発揮させることができる。 According to the brake combined use system, a sufficient stop holding force can be exhibited even during an operation that generates a large turning external force, such as a traveling turn operation, while reducing the mechanical brake load.
一方、ブレーキ解除方式によると、メカニカルブレーキの負担をさらに軽くし、同ブレーキの寿命を向上させることができる。 On the other hand, according to the brake release method, the mechanical brake load can be further reduced and the life of the brake can be improved.
また本発明によると、上記制御は旋回外力が発生する操作時のみに行い、他の操作時には電動機に対して非通電状態を保つため、省エネルギー効果を維持することができる。とくに、請求項3〜6の発明では旋回外力が発生し易い走行操作時、掘削操作時のみに上記制御を行うため、この点の効果が大きい。
Further, according to the present invention, the above control is performed only during an operation in which a turning external force is generated, and the electric motor is kept in a non-energized state during other operations, so that an energy saving effect can be maintained. In particular, in the inventions of
ところで、電動機を速度フィードバックループによって制御する場合、通常、特許文献3に記載されているように定常偏差を無くするための積分項を入れたPI(比例積分)制御が採用される。
By the way, when controlling an electric motor by a speed feedback loop, PI (proportional integration) control including an integral term for eliminating a steady-state deviation as described in
このPI制御によると、速度0を目標とした場合、電動機トルク指令は次式となる。
According to this PI control, when
電動機トルク指令=Kp×(0−電動機速度(検出値))+KiΣ(0−電動機速度)
Kpは比例定数、Kiは積分定数、Σは過去の偏差の蓄積分である。
Motor torque command = Kp × (0−motor speed (detection value)) + KiΣ (0−motor speed)
Kp is a proportional constant, Ki is an integral constant, and Σ is a past deviation accumulation.
このPI制御では、図4に示すように、外力トルクが作用すると、それ以上の電動機トルクを発生させて電動機の動きを止めようとするため、速度偏差のない状態(0速度状態)を実現できるメリットがある。 In this PI control, as shown in FIG. 4, when an external force torque is applied, an electric motor torque higher than that is generated to stop the movement of the electric motor, so that a state without a speed deviation (zero speed state) can be realized. There are benefits.
これは、最初に外力によって動かされたことによってΣ(0−電動機速度)の値が増加することによるもので、外力があり、かつ、速度偏差のない状態では、
外力トルク=Ki×Σ(0−電動機速度)
の関係が成り立っている。
This is because the value of Σ (0-motor speed) is increased by being moved by the external force first. In the state where there is an external force and there is no speed deviation,
External torque = Ki x Σ (0-motor speed)
The relationship is established.
ところが、ここから外力が無くなっても、上記Ki×(0−電動機速度)により、図4中の丸囲い部分に示すように電動機トルクが残り、この残りトルクによって電動機が逆方向に加速してしまう。この動きは、電動機が逆方向に動くことでΣ(0−電動機速度)が0になるまで継続する。 However, even if there is no external force from here, the motor torque remains as shown by the circled portion in FIG. 4 due to the above Ki × (0−motor speed), and the motor accelerates in the reverse direction due to this remaining torque. . This movement continues until Σ (0-motor speed) becomes 0 by the motor moving in the opposite direction.
つまり、たとえば図5のショベルにおいて、外力が無くなったときに上部旋回体2の『揺れ戻し』の動きが発生する。
That is, for example, in the excavator of FIG. 5, when the external force is lost, the “swing back” movement of the
この場合、電動機と上部旋回体2との間には旋回用減速機構(歯車機構)があり、この両者間の速比が大きいため、上部旋回体2の『揺れ戻し』は実際にはわずかであるが、この動きはオペレータの操作、意思とは無関係に起こるため、操作性の点で好ましくないだけでなく、機械周辺の作業者が機械の停止と同時に接近したときに、上記揺れ戻しによってバケット6と接触する等、危険となる。
In this case, since there is a turning speed reduction mechanism (gear mechanism) between the electric motor and the
これに対し、本発明によると、PI制御ではなく比例項のみの0速度制御を行うため、上記の問題を解消することができる。 On the other hand, according to the present invention, since the zero speed control of only the proportional term is performed instead of the PI control, the above problem can be solved.
すなわち、比例項のみの0速度制御によると、
電動機トルク指令=Kp×(0−電動機速度(検出値)…式(1)
となり、外力が作用した場合、図3に示すように外力とバランスする電動機トルクが発生するが、これによって電動機の動きを止めるまでには至らず、外力が無くなると同時に電動機トルクも無くなる(PI制御の場合のトルク残りが発生しない)。
That is, according to the zero speed control of only the proportional term,
Electric motor torque command = Kp × (0−motor speed (detected value)... (1)
When an external force is applied, a motor torque that balances with the external force is generated as shown in FIG. 3, but this does not stop the movement of the motor, and the external force disappears and at the same time the motor torque disappears (PI control). No torque remaining in the case of
従って、電動機は外力が作用している間、ごくわずかずつ回り続け、外力が無くなった時点でそのときの位置に停止する。つまり、PI制御の場合のようなオペレータが意図しない上部旋回体の『揺れ戻し』は発生しない。 Therefore, the electric motor continues to rotate little by little while the external force is applied, and stops at the position at that time when the external force disappears. That is, the “swing back” of the upper swing body that is not intended by the operator as in the case of PI control does not occur.
なお、停止するまでの旋回角は、前述したように速比が大きいゆえ極々小さな値となり実用上何ら問題は無い。 The turning angle until the vehicle stops is extremely small because the speed ratio is large as described above, and there is no practical problem.
これにより、操作性及び安全性を重視した制御を行うことができる。 Thereby, it is possible to perform control with an emphasis on operability and safety.
実施形態ではショベルを適用対象として例にとっている。 In the embodiment, an excavator is taken as an application target.
図1は実施形態にかかるショベルの駆動系及び制御系のブロック構成を示す。図5を併用して説明する。 FIG. 1 shows a block configuration of a drive system and a control system of an excavator according to the embodiment. This will be described with reference to FIG.
エンジン10によって油圧ポンプ11が駆動され、その吐出油がブーム、アーム、バケット各シリンダ7〜9、及び下部走行体1を走行駆動する左右の走行モータ12,13にコントロールバルブ14(アクチュエータごとに設けられるが、ここでは一つのバルブブロックとして示す)を介して供給される。
A hydraulic pump 11 is driven by the
また、エンジン10には、増速機構15を介して発電機16が連結され、この発電機16で作られた電力が、電圧及び電流を制御する制御器17を介してバッテリ18に蓄えられるとともに、インバータ19を介して旋回電動機20に加えられる。
In addition, a
これにより旋回電動機20が回転し、その回転力が旋回用減速機構21を介して上部旋回体2に伝えられて同旋回体2が左または右に旋回する。
As a result, the turning
旋回電動機20は、旋回加速時にはインバータ制御されて発電機16及びバッテリ18の少なくとも一方の電力で電動機作用を行い、減速時にはインバータ制御されて発電機作用を行い、この回生発電によって生じた電力がバッテリ18に蓄えられる。
The turning
旋回電動機20の出力軸20aには、制御手段としてのコントローラ22からのブレーキ/解除指令に基づいて作動するメカニカルブレーキ(ここでは電磁ブレーキを例示している)23が設けられている。
The
このメカニカルブレーキ23は、作動時に旋回電動機20に機械的ブレーキ力を発生させ、上部旋回体2を停止状態に保つ働きをなす。
The
一方、操作手段として、ブーム、アーム、バケット各シリンダ7〜9及び左右の走行モータ12,13、それに旋回電動機20のアクチュエータごとにレバー式の操作部(操作手段)24〜29が設けられている。以下、必要に応じてこれらをブーム操作部、アーム操作部、バケット操作部、左走行操作部、右走行操作部、旋回操作部という。
On the other hand, as operation means, boom-type, arm, bucket cylinders 7 to 9 and left and right traveling
各操作部24〜29からの操作信号(非操作の信号を含む)は、コントローラ22に送られ、旋回操作信号以外の操作信号に基づいてコントローラ22からコントロールバルブ14にそれぞれの操作方向と操作量に応じた作動指令信号が出力される。これにより、ブーム、アーム、バケット各シリンダ7〜9及び左右の走行モータ12,13が操作通りに作動制御される。
Operation signals (including non-operation signals) from the
一方、旋回操作信号に基づいてコントローラ22からインバータ19に指令が出され、この指令に基づいて旋回電動機20の加減速制御が行われる。
On the other hand, a command is issued from the
また、旋回電動機20の速度(回転位置)を検出する手段としてエンコーダ30が設けられ、このエンコーダ30からの速度信号が他の操作信号とともにコントローラ22に送られる。
In addition, an
コントローラ22は、以上の各信号に基づき、
a) 旋回操作がないこと、
b) アーム引き操作と走行操作の少なくとも一方、すなわち旋回外力発生操作があること
を条件として、旋回電動機20(上部旋回体2)をその位置に保持するための0速度制御を行う。
Based on the above signals, the
a) No turning operation
b) On the condition that there is at least one of an arm pulling operation and a traveling operation, that is, a turning external force generation operation, zero speed control is performed to hold the turning motor 20 (upper turning body 2) in that position.
これを図2のフローチャートを併用して説明する。 This will be described with reference to the flowchart of FIG.
制御開始とともにステップS1で旋回操作無しか否かが判別され、NO(操作有り)の場合はステップS2でメカニカルブレーキ23が解除されるとともに、ステップS3で旋回操作に応じた旋回電動機20の制御が開始され、通常の旋回制御が行われる(ステップS4)。
At the start of control, it is determined whether or not there is a turning operation in step S1. If NO (operation is present), the
ステップS1でYES(旋回操作無し)の場合は、ステップS5でアーム引き操作(掘削操作)が無しか否かが判別され、無しのときはステップS6でさらに走行操作無しか否かが判別される。 If YES in step S1 (no turning operation), it is determined in step S5 whether or not there is an arm pulling operation (excavation operation). If not, it is further determined in step S6 whether or not there is a traveling operation. .
走行操作も無い場合はステップS7に移り、結局、一切の操作が無いためメカニカルブレーキ23を作動させ(ステップS7)、かつ、電動機制御を停止する(ステップS8)。
If there is no traveling operation, the process proceeds to step S7. After all, since there is no operation, the
一方、ステップS5でNO(アーム引き操作有り)の場合はステップS9でメカニカルブレーキ23が解除された後、またステップS6でNO(走行操作有り)の場合は直接、ステップS10に移行し、旋回電動機20の制御(比例項のみの0速度制御)が開始される。
On the other hand, if NO (with arm pulling operation) in step S5, the
この場合、エンコーダ30で検出された電動機速度が読み込まれ(ステップS11)、ステップS12で前記式(1)に基づくトルクが演算されるとともにそのトルク指令が旋回電動機20(インバータ19)に向けて出力される。
In this case, the motor speed detected by the
このように、旋回停止状態で、旋回操作以外の操作であって上部旋回体2に旋回外力が発生する旋回外力発生操作、すなわち、アーム引きを伴う掘削操作と走行操作の少なくとも一方があったときに、旋回電動機20に、上部旋回体2をその場に保持するためのトルクを発生させる構成としたから、旋回外力発生操作時にメカニカルブレーキ23を保護しながら上部旋回体2を停止状態に保持することができる。
As described above, when there is a turning external force generation operation in which a turning external force is generated on the
この場合、アーム引き操作時にはメカニカルブレーキ23を解除するのは、走行操作時と比較して発生する旋回外力が小さく、しかも旋回外力が発生することをオペレータが想定したうえで操作を行う場合が多いことに基づく。
In this case, the
このブレーキ解除方式をとることにより、アーム引き操作時に必要な停止保持力を確保しながらメカニカルブレーキ23の負担を無くすることができる。
By adopting this brake release method, it is possible to eliminate the burden on the
これに対し、走行操作時にメカニカルブレーキ23を解除しないのは、発生する旋回外力が大きく、しかも旋回することがオペレータの想定外である場合が多いことに基づく。
On the other hand, the reason why the
このブレーキ併用方式をとることにより、メカニカルブレーキ23の負担を軽減しながら上部旋回体2を確実に停止保持することができる。
By adopting this brake combined system, the
また、この旋回電動機20の保持制御は非旋回操作時のすべてで行うのではなく、旋回外力が発生する操作時のみに行い、他の操作時には旋回電動機20に対して非通電状態を保つため、省エネルギー効果を維持することができる。
In addition, the holding control of the turning
しかも、電動機制御として、比例項のみの0速度制御、すなわち、前記のように外力が無くなったときに旋回電動機20を元の位置に戻そうとする力が働くPI制御ではなく、動いたその場に保持する制御を行うため、PI制御の場合に生じる上部旋回体の『揺れ戻し』を防止することができる。これにより、操作性及び安全性を高めることができる。
Moreover, as the motor control, the zero speed control with only the proportional term, that is, the PI control where the force for returning the
ところで、上記実施形態では走行操作時にはその内容に関係なく旋回電動機20の保持制御を行う構成としたが、大きな旋回外力が発生し易いのはスピンターンやピボットターンといったターン操作時であるため、省エネルギー効果を高める観点から、走行操作のうちこのターン操作時のみに保持制御を行うようにしてもよい。
By the way, in the said embodiment, although it was set as the structure which performs holding | maintenance control of the turning
この場合、左右反対向きの走行操作によってスピンターンを検出し、左右片側停止、反対側走行の操作によってピボットターンを検出することができる。 In this case, the spin turn can be detected by a traveling operation in the opposite direction to the left and right, and the pivot turn can be detected by an operation of stopping on the left and right sides and traveling on the opposite side.
一方、上記実施形態では、アーム引き操作時にはメカニカルブレーキ23を解除し、走行操作時には同ブレーキ23を解除しない構成としたが、両操作時ともメカニカルブレーキ23を解除する構成をとってもよいし、逆に両操作時ともメカニカルブレーキ23を解除しない構成をとってもよい。
On the other hand, in the above embodiment, the
また、旋回外力は、走行時及び掘削時に限らず、たとえばアーム押しを伴う作業操作時に生じる可能性がある一方で、アーム引き操作を伴う掘削操作時でも生じない可能性がある。 Further, the turning external force is not limited to the time of traveling and excavation, and may occur, for example, during a work operation involving pushing of the arm, but may not occur during the excavation operation involving arm pulling operation.
そこで、作業操作時及び走行操作時をすべて旋回外力発生操作ととらえる一方、この旋回外力発生操作を作業操作、アーム引きを伴う掘削操作、それ以外の作業操作、ターン操作、それ以外の走行操作等の複数の項目に分け、選択スイッチによって保持制御を行う作業項目をオペレータが任意に選択できるようにしてもよい。 Therefore, while the operation operation and the traveling operation are all regarded as a turning external force generation operation, this turning external force generation operation is a work operation, excavation operation with arm pulling, other work operation, turn operation, other travel operation, etc. The operator may arbitrarily select a work item for which holding control is performed using a selection switch.
1 下部走行体
2 上部旋回体
3 作業アタッチメント(作業装置)
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
20 旋回電動機
22 制御手段と検出手段を兼ねるコントローラ
25 アーム操作手段と検出手段を兼ねるアーム操作部
27,28 走行操作手段と検出手段を兼ねる左右の走行操作部
29 旋回操作手段と検出手段を兼ねる旋回操作部
30 旋回電動機の速度を検出するエンコーダ
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