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电动回转式工作机械

阅读:459发布:2023-02-23

专利汇可以提供电动回转式工作机械专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的课题在于提供一种电动回转式工作机械,其即使在与地面之间的 摩擦 力 变小的情况下使上部回转体回转,下部行走体相对于地面也不移动。本发明的电动回转式工作机械包含:上部回转体(3),搭载成能够相对于下部行走体(1)回转;回转机构(2),将上部回转体支承为能够相对于下部行走体回转; 电动机 (21),作为回转机构的驱动源使上部回转体相对于下部行走体回转驱动;及回转控制部(32),生成用于驱动电动机的驱动指令。回转控制部具有相对于来自操作装置的操作量使上部回转体的回转动作比常规回转模式迟钝的防滑模式。,下面是电动回转式工作机械专利的具体信息内容。

1.一种电动回转式工作机械,其具有:
下部行走体;
上部回转体,搭载成能够相对于该下部行走体旋转;
回转机构,将该上部回转体支承为能够相对于所述下部行走体旋转;
电动机,作为该回转机构的驱动源使上部回转体相对于所述下部行走体回转驱动;及回转控制部,生成用于驱动所述电动机的驱动指令,其中,
所述回转控制部具有相对于来自操作装置的操作量使所述上部回转体的回转动作比常规回转模式缓慢的防滑模式。
2.根据权利要求1所述的电动回转式工作机械,其中,
当设定有所述防滑模式时,所述回转控制部相对于来自操作装置的操作量生成绝对值小于常规回转模式时的输出指令值的输出指令值。
3.根据权利要求1或2所述的电动回转式工作机械,其中,
所述输出指令值为速度指令值,并且,
所述回转控制部将所述速度指令值与加速度极限相加而生成新的速度指令值。
4.根据权利要求1或2所述的电动回转式工作机械,其中,
所述回转控制部具有与所述速度指令值对应的加速度极限的图形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动回转式工作机械,其中,所述模式的切换通过手动输入来进行。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电动回转式工作机械,其中,所述模式的切换自动进行。
7.根据权利要求6所述的电动回转式工作机械,其中,
所述电动回转式工作机械还具有检测所述下部行走体相对于地面的移动的第1传感器
所述回转控制部根据来自该第1传感器的检测信号检测所述下部行走体相对于地面的滑动。
8.根据权利要求6所述的电动回转式工作机械,其中,
所述电动回转式工作机械还具有检测所述上部回转体相对于地面的移动的第2传感器和检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的移动的第3传感器,所述回转控制部根据来自该第2传感器及该第3传感器的检测信号检测所述下部行走体相对于地面的滑动。
9.根据权利要求2所述的电动回转式工作机械,其中,
若所述回转模式被切换为所述防滑模式,则所述回转控制部为了抑制所述电动机的输出转矩而生成所述速度指令值。

说明书全文

电动回转式工作机械

技术领域

[0001] 本申请主张基于2013年2月26日申请的日本专利申请第2013-036296号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002] 本发明涉及一种作为上部回转体的驱动源使用电动达的电动回转式工作机械。

背景技术

[0003] 通常,工作机械具有下部行走体和上部回转体,所述下部行走体具有用于行走的行走机构,所述上部回转体搭载于下部行走体。将使用电动马达作为回转机构的驱动源而回转驱动上部回转体的工作机械称为“电动回转式工作机械”(例如参考专利文献1)。
[0004] 作为工作机械的下部行走体的行走机构较多使用履带。通过履带与地面接触,下部行走体经由履带被支承在地面上。在工作机械不行走而停止的状态下,下部行走体能够通过履带与地面之间的摩擦相对于地面不移动而停止。由此,即使在上部回转体在下部行走体上回转时回转反作用力作用于下部行走体,下部行走体也能够维持相对于地面固定的状态。
[0005] 专利文献1:日本特开2010-150897号公报
[0006] 然而,根据工作环境、工作机械的状态,履带与地面之间的摩擦力会变得非常小。在这种情况下,若上部回转体在回转加速时或回转减速时较大的反作用力作用于下部行走体,则导致履带滑移。因此,产生上部回转体回转时导致下部行走体旋转,且无法按照驾驶员的意图进行回转动作的问题。尤其,在寒冷地区地面冻结的情况下,履带与地面之间的摩擦力变得非常小。并且,在板上操作工作机械时,由于履带与铁板之间的摩擦力变小,而导致履带滑移。尤其,在安装起重磁铁和抓斗等时,由于端接附件变重,所以离心力变大,变得易滑移。

发明内容

[0007] 本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种在与地面之间的摩擦力变小的情况下,或者在离心力变大的情况下等的易滑情况下,即使回转上部回转体,下部行走体相对于地面也不移动的电动回转式工作机械。
[0008] 根据本发明的一实施方式,提供一种电动回转式工作机械,其具有下部行走体;上部回转体,搭载成能够相对于该下部行走体回转;回转机构,将该上部回转体支承为能够相对于所述下部行走体回转;电动机,作为该回转机构的驱动源使上部回转体相对于所述下部行走体回转驱动;及回转控制部,生成用于驱动所述电动机的驱动指令,其中,所述回转控制部具有相对于来自操作装置的操作量使所述上部回转体的回转动作比常规回转模式缓慢的防滑模式。
[0009] 发明效果:
[0010] 根据本发明,通过设置防滑模式能够降低作用于下部行走体的回转反作用力,并能够预防工作机械的滑移。由此,在例如易滑的情况下也能够顺利地操作工作机械。附图说明
[0011] 图1是应用本发明的电动回转式工作机械的一例的侧视图。
[0012] 图2是表示图1中所示的电动回转式工作机械的驱动系统的结构的框图
[0013] 图3是控制器的回转控制部的功能框图。
[0014] 图4是速度指令生成处理的流程图
[0015] 图5是表示加速度图形(规律)的一例的图。
[0016] 图6是表示使用图5中所示的加速度极限图形控制回转速度时的速度指令值的变化的曲线图。
[0017] 图7是表示加速度图形的其他例子的图。
[0018] 图8是表示使用图7中所示的加速度极限图形控制回转速度时的速度指令值的变化的曲线图。
[0019] 图中:1-下部行走体,1a-履带,1A、1B-液压马达,2-回转机构,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-驾驶室,11-引擎,12-电动发电机,13-变速器,14-主,15-先导泵,16-高压液压管路,17-控制,18、20-逆变器,
21-回转用电动机,22-分解器,23-机械制动器,24-回转变速器,25-先导管路,26-操作装置,26A、26B-操纵杆,26C-踏板,27-液压管路,28-液压管路,29-压力传感器,30-控制器,
32-回转控制部,34-速度指令转换部,36-速度控制部,38-速度检测部,40-第1传感器,
42-第2传感器,50-回转模式切换部,52-手动-自动切换开关,54-回转模式设定部,56-滑移检测部,60-速度指令生成部,61-缓冲器,62S、62N-加速度极限图形(+),64S、64N-加速度极限图形(-),66、68-开关,120-蓄电系统。

具体实施方式

[0020] 接着,参考附图对实施方式进行说明。
[0021] 图1是应用本发明的电动回转式工作机械的一例的侧视图。
[0022] 工作机械的下部行走体1上作为行走机构设置有履带1a。工作机械通过驱动履带1a而在地面上行走。下部行走体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。如后述,回转机构2由电动马达驱动,并使上部回转体3回转。
[0023] 上部回转体3上安装有动臂4。动臂4的前端安装有斗杆5,斗杆5的前端作为端接附件安装有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别由动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。在上部回转体3上设置有驾驶室10,并搭载有引擎等动力源。
[0024] 图2是表示图1中所示的工作机械的驱动系统的结构的框图。图2中,以双重线表示机械动力系统,以实线(粗线)表示高压液压管路,以虚线表示先导管路,以实线(细线)表示电力驱动/控制系统。另外,图2中例示出混合式工作机械,但驱动方式并不限于混合式,只要是具有电动回转机构的工作机械即可。
[0025] 作为机械式驱动部的引擎11和作为辅助驱动部的电动发电机12分别连接于变速器13的2个输入轴。变速器13的输出轴上作为液压泵连接有主泵14及先导泵15。主泵14上经由高压液压管路16连接有控制阀17。
[0026] 控制阀17为进行工作机械中液压系统的控制的控制装置。下部行走体1用的液压马达1A(右用)及1B(左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9经由高压液压管路连接于控制阀17。
[0027] 在电动发电机12上经由逆变器18连接有包含作为蓄电器的电容器的蓄电系统120。蓄电系统120中经由逆变器20连接有作为电动工作要件的回转用电动机21。在回转用电动机21的旋转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23及回转变速器24。并且,在先导泵15上经由先导管路25连接有操作装置26。由回转用电动机21、逆变器20、分解器
22、机械制动器23及回转变速器24构成负载驱动系统。
[0028] 操作装置26包含操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C。操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C经由液压管路27及28分别连接于控制阀17及压力传感器29。压力传感器29连接于进行电力系统的驱动控制的控制器30。
[0029] 另外,本实施方式中,将用于检测下部行走体1相对于地面的移动的第1传感器40设置于下部行走体1。第1传感器40为例如陀螺仪和加速度传感器等检测移动或活动的传感器。第1传感器40的检测信号被供给到控制器30。并且,本实施方式中,用于检测上部回转体3相对于地面的移动的第2传感器42被设置在上部回转体3上。第2传感器42为例如陀螺仪和加速度传感器等检测移动或活动的传感器。第2传感器42的检测信号被供给到控制器30。另外,本实施方式中,检测回转用电动机21的旋转的分解器22发挥检测上部回转体3相对于下部行走体1的旋转移动的第3传感器的功能。分解器22的检测信号被供给到控制器30。以下,有时将分解器22称为第3传感器22。
[0030] 控制器30为作为进行工作机械的驱动控制的主控制部的控制装置。控制器30由包含CPU(Central Processing Unit)及内部存储器的运算处理装置构成,且为通过由CPU执行存储于内部存储器的驱动控制用程序来得以实现的装置。
[0031] 控制器30进行电动发电机12的运行控制(电动(辅助)运行或发电运行的切换),并且进行蓄电系统120的蓄电部的充放电控制。控制器30根据蓄电部的充电状态、电动发电机12的运行状态(电动(辅助)运行或发电运行)及回转用电动机21的运行状态(动力运行或再生运行)进行蓄电部的充放电控制。
[0032] 设置于控制器30的回转控制部32将从压力传感器29供给的信号作为输出指令转换为速度指令,并进行回转用电动机21的驱动控制。从压力传感器29供给的信号相当于表示为了使回转机构2回转而操作操作装置26时的操作量的信号。本实施方式中,回转控制部32除了从压力传感器29供给的信号之外,还根据来自第1传感器40、第2传感器42、分解器22等的检测信号生成赋予回转用电动机21的速度指令。另外,本实施方式中将回转控制部32组装于控制器30,但作为回转驱动装置也可与控制器30分开设置。
[0033] 本实施方式中,回转控制部32在下部行走体1处于易滑情况时或下部行走体1滑移时,控制回转用电动机21的速度指令,以免下部行走体1因回转反作用力而滑移。将进行这种控制的回转模式称为“防滑模式”。将不是“防滑模式”的常规的回转模式称为“常规回转模式”。
[0034] “常规回转模式”与“防滑模式”之间的切换,能够由工作机械的驾驶员等工作人员根据需要操作手动开关而进行。或者,当工作机械本身根据上述第1至第3传感器的检测信号检测到滑移时,也可由控制器30自动将回转模式切换为“防滑模式”。
[0035] 若回转模式被设定为“防滑模式”,则回转控制部32生成回转用电动机21的速度指令值,以便开始回转时及停止回转时的上部回转体3的加速度变得小于“常规回转模式”时的加速度。即,在“防滑模式”中,使回转加速度及回转减速度小于“常规回转模式”,并降低作用于下部行走体1的回转反作用力,从而防止下部行走体1相对于地面的滑移。
[0036] 图3是控制器30的回转控制部32的功能框图。图3中还示出回转马达切换部的结构。
[0037] 首先,对回转模式切换部50进行说明。回转模式切换部50具有将常规回转模式与防滑模式的切换信号输出到回转控制部32的功能。为了实现该功能,回转模式切换部50具有手动-自动切换开关52。
[0038] 手动-自动切换开关52具有输出表示“常规回转模式”的信号(例如表示“0”的信号)的端子N、输出表示“防滑模式”的信号(例如表示“1”的信号)的端子S、及输出从回转模式设定部54供给的信号的端子A,并对这些端子中的任一个端子选择性地切换连接。手动-自动切换开关52的切换由工作机械的驾驶员等手动进行。
[0039] 因此,当手动-自动切换开关52的连接切换到端子N时,表示“常规回转模式”的信号(例如表示“0”的信号)从手动-自动切换开关52供给到回转控制部32。并且,当手动-自动切换开关52的连接切换到端子S时,表示“防滑模式”的信号(例如表示“1”的信号)从手动-自动切换开关52供给到回转控制部32。
[0040] 另一方面,当手动-自动切换开关52的连接切换到端子A时(自动设定),表示从回转模式设定部54输出的“常规回转模式”的信号(例如表示“0”的信号)和表示“防滑模式”的信号(例如表示“1”的信号)中的一个信号被从手动-自动切换开关52供给到回转控制部32。
[0041] 使用第1传感器40作为滑移检测部56时,滑移检测部56将第1传感器40所输出的检测信号输出到回转模式设定部54。即,当第1传感器40检测到下部行走体1的滑移(移动)时,其检测信号被输出到回转模式设定部54。由于下部行走体1滑移,因此接收到该检测信号的回转马达设定部54将表示“防滑模式”的信号输出到手动-自动切换开关52的端子A。当第1传感器40未检测到下部行走体1的滑移(移动)时,回转模式设定部
54将表示“常规回转模式”的信号输出到手动-自动切换开关52的端子A。
[0042] 如此,当手动-自动切换开关52连接于端子A时,表示“常规回转模式”的信号或表示“防滑模式”的信号根据滑移检测部56的检测信号自动供给到回转控制部32。
[0043] 也可将滑移检测部56构成为根据上述第2传感器42和第3传感器22的检测信号将检测信号输出到回转模式设定部54。即,滑移检测部56对通过第2传感器42检测出的上部回转体3相对于地面的移动量和通过第3传感器(分解器)检测出的上部回转体3相对于下部行走体1的回转移动量进行比较。若检测出的移动量相等(即差量在接近零的预定范围内),则判断为下部行走体1上未产生滑移,实际上输出表示零的信号。另一方面,当检测到的移动量不同时(即差量超过接近零的预定范围时),判断为下部行走体1进行了相当于该差量的滑移,并输出表示与差量对应的值的信号(即零以外的信号)。
[0044] 当来自滑移检测部56的输出信号为零时,回转模式设定部54将表示“常规回转模式”的信号(例如表示“0”的信号)输出到手动-自动切换开关52的端子A。另一方面,当来自滑移检测部56的输出信号为零以外时,回转模式设定部54将表示“防滑模式”的信号(例如表示“1”的信号)输出到手动-自动切换开关52的端子A。
[0045] 接着,参考图3对回转控制部32的动作进行说明。
[0046] 回转控制部32具有生成回转速度指令作为上部回转体3所具备的回转用电动机21的输出指令的速度生成部60。速度生成部60根据从控制器30的速度指令转换部34所输入的速度指令输入(ωi)生成速度指令输出(ωo2)。速度生成部60将已生成的速度指令输出(ωo2)输出到控制器30的速度控制部36。
[0047] 速度控制部36根据速度指令输出(ωo2)生成电流指令,并供给到回转用电动机21。回转用电动机21通过该电流指令被驱动从而驱动回转机构2,并使上部回转体3回转。
回转用电动机21的旋转量通过分解器22检测,并供给到控制器30的速度检测部38。速度检测部38根据分解器22检测出的旋转量计算回转用电动机21的转速,并反馈到速度控制部36。
[0048] 如上所述,回转控制部32的速度指令生成部60具有为避免由从操纵杆操作量生成的速度指令引起的加速度变得过大而加以限制的功能。本实施方式中,速度指令生成部60通过对“防滑模式”中的回转加速时和回转减速时的速度指令输出(ωo2)加以限制,从而将回转加速度及回转减速度抑制得比“常规回转模式”中的回转加速度及回转减速度小。
以下,将进行加速的方向作为加速度(+)进行说明,将进行减速的方向作为加速度(-)进行说明。
[0049] 速度指令生成部60按预定时间周期性地生成速度指令输出(ωo2)并进行输出。速度指令生成部60中经由缓冲器61输入上次已输出的速度指令输出(称为上一周期速度指令输出(ωo1))。在速度指令生成部60中根据从速度指令转换部34供给的速度指令输入(ωi)和前周期速度指令输出(ωo1)计算应施加的加速度(αx1)。仅依赖于操纵杆操作量的速度指令生成部60所应输出的速度指令输出(ωo2)成为对上一周期速度指令输出(ωo1)加上加速度(αx1)的输出。但是,本实施方式中,速度指令生成部60当设定有“防滑模式”时,将受限的加速度(加速度极限(α))以下的加速度施加于上一周期速度指令输出(ωo1),从而计算速度指令输出(ωo2)。另外,在以下说明中,加速度极限图形还包含减速度极限图形。
[0050] 加速度极限(α)从预先设定的加速度极限图形被抽出。具体而言,加速过程中供给到速度指令生成部60的加速度极限(α(+))为从加速度极限图形(+)62N或62S供给的加速度极限。加速度极限图形(+)62N中存储有设定“常规回转模式”时应输出的加速度极限(α(+)),以作为与速度指令对应的映射信息,将“常规回转模式”中的加速度极限(α(+))供给到开关66的端子N。在加速度极限图形(+)62S中存储有设定“防滑模式”时应输出的加速度极限(α(+)),以作为与速度指令对应的映射信息,将“防滑模式”中的加速度极限(α(+))供给到开关66的端子S。
[0051] 开关66从上述回转模式切换部50的手动-自动切换开关52获取信号。来自手动-自动切换开关52的信号若为表示“常规回转模式”的信号(例如表示“0”的信号),则开关66被切换到端子N,在“常规回转模式”中使用的来自加速度极限图形(+)62N的加速度极限(α(+))的值从开关66输出,并供给到速度指令生成部60。来自手动-自动切换开关52的信号若为表示“防滑模式”的信号(例如表示“1”的信号),则开关66被切换到端子S,在“防滑模式”中使用的来自加速度极限图形(+)62S的加速度极限(α(+))的值从开关66输出,并供给到速度指令生成部60。
[0052] 在此,从加速度极限图形(+)62S供给的“防滑模式”中的加速度极限(α(+))的值为限制为较小的值的加速度,以使得即使工作机械位于易滑的位置时也不会滑移。因此,当设定有“防滑模式”时,速度指令生成部60利用限制为比常规值小的值的加速度极限(α(+))生成速度指令输出(ωo2),因此能够抑制“防滑模式”中的回转加速度。由此,能够抑制“防滑模式”中回转开始时作用于下部行走体1的回转反作用力,并能够抑制下部行走体1的滑移。
[0053] 另一方面,在减速过程中供给到速度指令生成部60的加速度极限(α(-))为从加速度极限规律(-)64N或64S供给的加速度极限。加速度极限图形(-)64N中存储有设定“常规回转模式”时应输出的加速度极限(α(-)),以作为与速度信息对应的映射信息,并将“常规回转模式”中的加速度极限(α(-))供给到开关68的端子N。加速度极限图形(-)64S中存储有设定“防滑模式”时应输出的加速度极限(α(-)),以作为与速度信息对应的映射信息,并将“防滑模式”中的加速度极限(α(-))供给到开关68的端子S。
[0054] 开关68从上述回转模式切换部50的手动-自动切换开关52获取信号。来自手动-自动切换开关52的信号若为表示“常规回转模式”的信号(例如表示“0”的信号),则开关68被切换到端子N,在“常规回转模式”中使用的来自加速度极限图形(+)64N的加速度极限(α(-))的值从开关68输出,并供给到速度指令生成部60。来自手动-自动切换开关52的信号若为表示“防滑模式”的信号(例如表示“1”的信号),则开关68被切换到端子S,在“防滑模式”中使用的来自加速度极限图形(-)64S的加速度极限(α(-))的值从开关68被输出,并供给到速度指令生成部60。
[0055] 在此,从加速度极限图形(-)64S供给的“防滑模式”中的加速度极限(α(-))的值为限制为较小的值的加速度,以使得即使工作机械位于易滑的位置时也不会滑移。因此,当设定有“防滑模式”时,速度指令生成部60利用限制为比常规值小的值的加速度极限(α(-))生成速度指令输出(ωo2),因此能够抑制“防滑模式”中的回转减速度。由此,能够抑制“防滑模式”中回转停止时作用于下部行走体1的回转反作用力,并能够抑制下部行走体1的滑移。
[0056] 在此,参考图4对速度指令输出(ωo2)的生成处理进行说明。图4是速度指令输出生成处理的流程图。
[0057] 若开始进行速度指令输出生成处理,首先,在步骤S1中,回转控制部32的速度指令生成部60将由仅根据操纵杆操作量确定的速度指令输入ωi求出的加速度计算作为加速度(αx1)。通过从速度指令输入ωi减去前周期速度指令输出(ωo1)来求出与预定的速度指令相应的加速度(αx1)(αx1=ωi-ωo1)。
[0058] 其次,在步骤S2中,速度指令生成部60判断加速度的方向(加速还是减速)。方向的判定根据加速度(αx1)的符号来进行。即,若加速度(αx1)为正值(+),则表示速度增大的方向,并能够判定速度指令变化的方向为加速侧。另一方面,若加速度(αx1)为负值(-),则表示速度变小的方向,并能够判定速度指令变化的方向为减速侧。
[0059] 在步骤S2中,若判定为是加速侧(步骤S2的是),则处理进入到步骤S3。步骤S3中,回转指令生成部60判定加速度(αx1)是否大于加速度极限(α(+))。此时使用的加速度极限(α(+))由开关66的切换状态而定,当设定有“常规回转模式”时为从加速度极限图形(+)62N输出的常规时的加速度极限(α(+))。另一方面,当设定有“防滑模式”时,使用从加速度极限图形(+)62S输出的加速度极限(α(+))。
[0060] 步骤S3中若判定为加速度αx1大于加速度极限(α(+))(步骤S3的是),则处理进入到步骤S4。步骤S4中,将此次应设定的加速度(αx2)设为加速度极限(α(+))。
[0061] 而且,在步骤S5中,回转指令生成部60通过在上一周期速度指令输出(ωo1)上附加加速度(αx2),从而生成此次将输出的速度指令输出(ωo2)并供给到速度控制部36。
[0062] 根据步骤S3→步骤S4→步骤S5的处理,此次使用的加速度(αx2)被限定为从加速度极限图形(+)62N或62S输出的加速度极限(α(+))。因此,当设定有“防滑模式”时,加速度(αx2)被限定为比从加速度极限图形(+)62S输出的小于常规的加速度极限(α(+))。由此,能够控制“防滑模式”中的回转加速时作用于下部行走体1的回转反作用力,并能够抑制下部行走体1的滑移。
[0063] 另一方面,在步骤S3中若判定为加速度αx1小于加速度极限(+)(步骤S3的否),则处理进入到步骤S6。步骤S6中,将此次应设定的加速度(αx2)设为等于在步骤S1中计算出的加速度(αx1)。即,并不将此次应设定的加速度(αx2)限定为从加速度极限图形(+)62N或62S输出的加速度极限(α(+)),而是设为与根据操纵杆操作量求出的加速度(αx1)相等(αx2=αx1)。
[0064] 之后,处理进入步骤S5,回转指令生成部60通过在上一周期速度指令输出(ωo1)上附加加速度(αx2),从而生成此次所要输出的速度指令输出(ωo2),并供给到速度控制部36。
[0065] 根据步骤S3→步骤S6→步骤S5的处理,由于根据由操纵杆操作量求出的加速度(αx1)小于从加速度极限图形(+)62N或62S输出的加速度极限(α(+)),因此无需进行限定,也可直接使用根据操纵杆操作量求出的加速度(αx1)来生成速度指令输出(ωo2)。
[0066] 另一方面,在步骤S2中,若判定为是减速侧(步骤S2的否),则处理进入步骤S7。步骤S7中,回转指令生成部60判定加速度(αx1)是否小于加速度极限(α(-))。此时使用的加速度极限(α(-))由开关68的切换状态而定,当设定有“常规回转模式”时为从加速度极限图形(-)64N输出的常规时的加速度极限(α(-))。另一方面,设定有“防滑模式”时,使用从加速度极限(-)64S输出的加速度极限(α(-))。
[0067] 步骤S7中若判定为加速度αx1小于加速度极限(α(-))(步骤S7的是),则处理进入步骤S8。步骤S8中,将此次应设定的加速度(αx2)设为加速度极限(α(-))。
[0068] 之后,处理进入步骤S5,回转指令生成部60在上一周期速度指令输出(ωo1)上加上加速度(αx2)进行运算,从而生成此次输出的速度指令输出(ωo2),并供给到速度控制部36。
[0069] 根据步骤S7→步骤S8→步骤S5的处理,此次使用的加速度(αx2)被限定为从加速度极限图形(-)64N或64S输出的加速度极限(α(-))。因此,当设定有“防滑模式”时,加速度(αx2)被限定为比从加速度极限图形(-)64S输出的小于常规的加速度极限(α(-))。由此,能够控制“防滑模式”中的回转停止时作用于下部行走体1的回转反作用力,并能够抑制下部行走体1的滑移。
[0070] 另一方面,在步骤S7中若判定为加速度αx1大于加速度极限(-)(步骤S7的否),则处理进入到步骤S9。步骤S9中,将此次应设定的加速度(αx2)设为等于在步骤S1中计算出的加速度(αx1)。即,并不将此次应设定的加速度(αx2)限定在从加速度极限图形(-)64N或64S输出的加速度极限(α(-)),而是设为与根据操纵杆操作量求出的加速度(αx1)相等(αx2=αx1)。
[0071] 之后,处理进入步骤S5,回转指令生成部60通过在上一周期速度指令输出(ωo1)上加上加速度(αx2)进行运算,从而生成此次将要输出的速度指令输出(ωo2),并供给到速度控制部36。
[0072] 根据步骤S7→步骤S9→步骤S5的处理,由于根据操纵杆操作量求出的加速度(αx1)小于从加速度极限图形(-)64N或64S输出的加速度极限(α(-)),因此无需进行限定,也可直接使用根据操纵杆操作量求出的加速度(αx1)生成速度指令输出(ωo2)。
[0073] 接着,对加速度极限图形进行说明。
[0074] 图5是表示加速度极限图形(+)62N、62S及加速度极限图形(-)64N、64S的图。图5中曲线图的横轴表示速度指令值(%),将速度指令值的最大值设为100%。图5中曲线图的纵轴表示加速度极限值。图5中纵轴的从零开始的上侧表示加速侧(加速度极限(+)),从零开始的下侧表示减速侧(加速度极限(-))。
[0075] 图5的上侧中,以粗虚线表示“常规回转模式”中的加速度极限图形(+)62N。以粗实线表示“防滑模式”中的加速度极限图形(+)62S。并且,在图5的下侧,以细虚线表示“常规回转模式”中的加速度极限图形(-)64N。细实线表示“防滑模式”中的加速度极限图形(-)64S。
[0076] 并且,图6是表示利用图5中所示的加速度极限图形控制回转速度时的速度指令值的变化的曲线图。图6中所示的速度指令值与实际的上部回转体3的回转速度对应。以虚线表示“常规回转模式”中的速度指令值的变化,以实线表示“防滑模式”中的速度指令值的变化。另外,以双点划线表示回转操作杆的操作量。
[0077] 例如,在图5的加速侧,操作回转操作杆而生成速度指令之后,到速度指令达到最大值的10%为止,“常规回转模式”中加速度极限(+)的值为α1,“防滑模式”中加速度极限(+)的值为αs1。“防滑模式”中的加速度极限(+)的值αs1被设定为小于“常规回转模式”中的加速度极限(+)的值α1。因此,在速度指令值ω为0~10%之间时,“防滑模式”中的加速度设定为小于“常规回转模式”中的加速度。
[0078] 速度指令超过最大值的10%到80%的期间,“常规回转模式”中加速度极限(+)的值为α2。并且,“防滑模式”中,速度指令超过最大值的10%到85%的期间(比80%稍微大的值为止),加速度极限(+)的值为αs2。“防滑模式”中的加速度极限(+)的值αs2设定为小于“常规回转模式”中的加速度极限(+)的值α2。因此,在速度指令值ω为10%至80%的期间,“防滑模式”中的加速度设定为小于“常规回转模式”中的加速度。
[0079] 如以上,操作回转操作杆而生成速度指令,从开始进行上部回转体3的回转之后,到达到一定程度的回转速度为止,或达到最大回转速度为止,若设定有“防滑模式”,则回转加速度被抑制得较小。由此,通过上部回转体3的回转加速作用于下部回转体1的回转反作用力被抑制得较小,并能够抑制下部回转体1的滑移。
[0080] 如图6所示,当速度指令值ω达到100%(最大值)的情况下,速度指令值ω达到80%(“常规回转模式”)或者83%(“防滑模式”)至100%为止,加速度极限(+)的值α3及αs3为相同值,设定为小于之前的α2及αs2。这是为了避免加速度急剧减小,缓慢达到最大回转速度。
[0081] 若操作人员为了停止回转而将回转操作杆还原到中立位置,则在图4中所示的速度指令生成处理中,判定为回转动作成为处于减速侧。因此,对速度指令值ω加上加速度极限(-)进行运算,且速度指令值ω逐渐减小。
[0082] 在设定有“常规回转模式”的情况下,若速度指令值减小到80%,则加速度极限(-)的值从α4增大至比α4大的值α5。即,减速度成为若速度指令值变得小于80%则减速度变大且突然施以制动的状态。另一方面,在设定有“防滑模式”的情况下,速度指令值达到20%为止,加速度极限(-)的值维持αs4(与α4相等),减速度变得小于“常规回转模式”。
即,设定为迟缓的减速。
[0083] 如以上,当回转操作杆还原到中立位置来停止上部回转体3的回转时,若设定有“防滑模式”,则能够较小地抑制回转减速度直至其达到一定程度的较小的回转速度。由此,通过上部回转体3的回转减速,作用于下部回转体1的回转反作用力被抑制得较小,并能够抑制下部行走体1的滑移。
[0084] 如以上,若维持将回转加速度抑制得较小的状态,则有回转的停止变慢,无法在驾驶员所意图的回转停止位置停止而导致大大超限的可能性。因此,本实施方式中,当设定有“防滑模式”时,在速度指令值成为20%的时刻,将减速度设定为较大的值αs5,并提早停止回转。但是,在“常规回转模式”中将回转指令值成为30%的时刻设定为减速度α6,但在“防滑模式”中将回转速度变得更小的时刻、即回转指令值成为20%的时刻设定为减速度αs5。由此,当上部回转体3的减速度被设定为较大的值αs5(与α6相等)时回转反作用力得到抑制,并能够抑制下部行走体1的滑移。图5中所示的加速度极限图形能够按照工作机械的工作环境进行各种变更。
[0085] 接着,参考图7及图8对图5中所示的加速度极限图形的其他例子进行说明。图7是表示加速度极限图形的其他例子的图。图8是表示利用图7中所示的加速度极限图形来控制回转速度时的速度指令值的变化的曲线图。
[0086] 如图7所示,在使加速度逐渐阶段性地增大的同时使其达到最大回转速度,并且,在使加速度逐渐阶段性地减小的同时使其达到预定的加速度,一旦接近最大速度,则逐渐阶段性地减小加速度。通过这种加速度的阶段性变化,上部回转体3的回转速度,即回转指令值ω如图8所示平滑地变化。因此,能够抑制在加速度变化时作用于下部行走体1的回转反作用力,并能够抑制下部行走体1的滑移。
[0087] 图7中示出从回转开始到达到预定的回转速度为止的加速度极限图形,但相同的阶段性的加速度的控制还能够适用于自预定的回转速度到停止为止的减速度极限图形中。
[0088] 本实施方式中,示出了利用速度指令以作为成为变更对象的输出指令的例子,但也可采用转矩指令值来作为成为变更对象的输出指令。
[0089] 并且,本实施方式中,示出了在端接附件中使用铲斗的事例,但也可安装起重磁铁和抓斗等。此时,由于端接附件变得比铲斗重,所以离心力变大,而变得易滑移。但是,通过适用本申请发明,能够抑制履带与地面、或者履带与铁板之间的滑移。
[0090] 另外,在使用悬挂式抓斗的情况下,也产生类似回转停止时抓斗的振幅变大的问题。在该情况下,也能够通过适用本申请发明,缓慢地输出回转,并能够减小回转停止时的抓斗的振幅。如此,防滑模式中还包含减幅模式。
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