電動回轉式工作機械的制作方法

電動回轉式工作機械的制作方法
【專利摘要】本發明的課題在于提供一種電動回轉式工作機械，其即使在與地面之間的摩擦力變小的情況下使上部回轉體回轉，下部行走體相對于地面也不移動。本發明的電動回轉式工作機械包含：上部回轉體（3），搭載成能夠相對于下部行走體（1）回轉；回轉機構（2），將上部回轉體支承為能夠相對于下部行走體回轉；電動機（21），作為回轉機構的驅動源使上部回轉體相對于下部行走體回轉驅動；及回轉控制部（32），生成用于驅動電動機的驅動指令。回轉控制部具有相對于來自操作裝置的操作量使上部回轉體的回轉動作比常規回轉模式遲鈍的防滑模式。
【專利說明】電動回轉式工作機械【技術領域】
[0001]本申請主張基于2013年2月26日申請的日本專利申請第2013-036296號的優先權。其申請的全部內容通過參考援用于本說明書中。
[0002]本發明涉及一種作為上部回轉體的驅動源使用電動馬達的電動回轉式工作機械。【背景技術】
[0003]通常，工作機械具有下部行走體和上部回轉體，所述下部行走體具有用于行走的行走機構，所述上部回轉體搭載于下部行走體。將使用電動馬達作為回轉機構的驅動源而回轉驅動上部回轉體的工作機械稱為“電動回轉式工作機械”(例如參考專利文獻I)。
[0004]作為工作機械的下部行走體的行走機構較多使用履帶。通過履帶與地面接觸，下部行走體經由履帶被支承在地面上。在工作機械不行走而停止的狀態下，下部行走體能夠通過履帶與地面之間的摩擦力相對于地面不移動而停止。由此，即使在上部回轉體在下部行走體上回轉時回轉反作用力作用于下部行走體，下部行走體也能夠維持相對于地面固定的狀態。
[0005]專利文獻1:日本特開2010-150897號公報
[0006]然而，根據工作環境、工作機械的狀態，履帶與地面之間的摩擦力會變得非常小。在這種情況下，若上部回轉體在回轉加速時或回轉減速時較大的反作用力作用于下部行走體，則導致履帶滑移。因此，產生上部回轉體回轉時導致下部行走體旋轉，且無法按照駕駛員的意圖進行回轉動作的問題。尤其，在寒冷地區地面凍結的情況下，履帶與地面之間的摩擦力變得非常小。并 且，在鐵板上操作工作機械時，由于履帶與鐵板之間的摩擦力變小，而導致履帶滑移。尤其，在安裝起重磁鐵和抓斗等時，由于端接附件變重，所以離心力變大，變得易滑移。

【發明內容】

[0007]本發明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種在與地面之間的摩擦力變小的情況下，或者在離心力變大的情況下等的易滑情況下，即使回轉上部回轉體，下部行走體相對于地面也不移動的電動回轉式工作機械。
[0008]根據本發明的一實施方式，提供一種電動回轉式工作機械，其具有下部行走體；上部回轉體，搭載成能夠相對于該下部行走體回轉；回轉機構，將該上部回轉體支承為能夠相對于所述下部行走體回轉；電動機，作為該回轉機構的驅動源使上部回轉體相對于所述下部行走體回轉驅動；及回轉控制部，生成用于驅動所述電動機的驅動指令，其中，所述回轉控制部具有相對于來自操作裝置的操作量使所述上部回轉體的回轉動作比常規回轉模式緩慢的防滑模式。
[0009]發明效果:
[0010]根據本發明，通過設置防滑模式能夠降低作用于下部行走體的回轉反作用力，并能夠預防工作機械的滑移。由此，在例如易滑的情況下也能夠順利地操作工作機械。【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是應用本發明的電動回轉式工作機械的一例的側視圖。
[0012]圖2是表示圖1中所示的電動回轉式工作機械的驅動系統的結構的框圖。
[0013]圖3是控制器的回轉控制部的功能框圖。
[0014]圖4是速度指令生成處理的流程圖。
[0015]圖5是表不加速度圖形(規律)的一例的圖。
[0016]圖6是表示使用圖5中所示的加速度極限圖形控制回轉速度時的速度指令值的變化的曲線圖。
[0017]圖7是表示加速度圖形的其他例子的圖。
[0018]圖8是表示使用圖7中所示的加速度極限圖形控制回轉速度時的速度指令值的變化的曲線圖。
[0019]圖中:1_下部行走體，Ia-履帶，1A、1B_液壓馬達，2-回轉機構，3_上部回轉體，4-動臂，5-斗桿，6-鏟斗，7-動臂缸，8-斗桿缸，9-鏟斗缸，10-駕駛室，11-引擎，12-電動發電機，13-變速器，14-主泵，15-先導泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18,20-逆變器，21-回轉用電動機，22-分解器，23-機械制動器，24-回轉變速器，25-先導管路，26-操作裝置，26A、26B-操縱桿，26C-踏板，27-液壓管路，28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器，32-回轉控制部，34-速度指令轉換部，36-速度控制部，38-速度檢測部，40-第I傳感器，42-第2傳感器，50-回轉模式切換部，52-手動-自動切換開關，54-回轉模式設定部，56-滑移檢測部，60-速度指令生成部，61-緩沖器，62S、62N-加速度極限圖形( + )，64S、64N_加速度極限圖形(-)，66、68_開關，120-蓄電系統。
【具體實施方式】
[0020]接著，參考附圖對實施方式進行說明。
[0021]圖1是應用本發明的電動回轉式工作機械的一例的側視圖。
[0022]工作機械的下部行走體I上作為行走機構設置有履帶la。工作機械通過驅動履帶Ia而在地面上行走。下部行走體I上經由回轉機構2搭載有上部回轉體3。如后述，回轉機構2由電動馬達驅動，并使上部回轉體3回轉。
[0023]上部回轉體3上安裝有動臂4。動臂4的前端安裝有斗桿5，斗桿5的前端作為端接附件安裝有鏟斗6。動臂4、斗桿5及鏟斗6分別由動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9液壓驅動。在上部回轉體3上設置有駕駛室10，并搭載有引擎等動力源。
[0024]圖2是表示圖1中所示的工作機械的驅動系統的結構的框圖。圖2中，以雙重線表示機械動力系統，以實線(粗線)表示高壓液壓管路，以虛線表示先導管路，以實線(細線)表示電力驅動/控制系統。另外，圖2中例示出混合式工作機械，但驅動方式并不限于混合式，只要是具有電動回轉機構的工作機械即可。
[0025]作為機械式驅動部的引擎11和作為輔助驅動部的電動發電機12分別連接于變速器13的2個輸入軸。變速器13的輸出軸上作為液壓泵連接有主泵14及先導泵15。主泵14上經由高壓液壓管路16連接有控制閥17。
[0026]控制閥17為進行工作機械中液壓系統的控制的控制裝置。下部行走體I用的液壓馬達IA (右用)及IB (左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9經由高壓液壓管路連接于控制閥17。
[0027]在電動發電機12上經由逆變器18連接有包含作為蓄電器的電容器的蓄電系統120。蓄電系統120中經由逆變器20連接有作為電動工作要件的回轉用電動機21。在回轉用電動機21的旋轉軸21A上連接有分解器22、機械制動器23及回轉變速器24。并且，在先導泵15上經由先導管路25連接有操作裝置26。由回轉用電動機21、逆變器20、分解器22、機械制動器23及回轉變速器24構成負載驅動系統。
[0028]操作裝置26包含操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C。操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C經由液壓管路27及28分別連接于控制閥17及壓力傳感器29。壓力傳感器29連接于進行電力系統的驅動控制的控制器30。
[0029]另外，本實施方式中，將用于檢測下部行走體I相對于地面的移動的第I傳感器40設置于下部行走體I。第I傳感器40為例如陀螺儀和加速度傳感器等檢測移動或活動的傳感器。第I傳感器40的檢測信號被供給到控制器30。并且，本實施方式中，用于檢測上部回轉體3相對于地面的移動的第2傳感器42被設置在上部回轉體3上。第2傳感器42為例如陀螺儀和加速度傳感器等檢測移動或活動的傳感器。第2傳感器42的檢測信號被供給到控制器30。另外，本實施方式中，檢測回轉用電動機21的旋轉的分解器22發揮檢測上部回轉體3相對于下部行走體I的旋轉移動的第3傳感器的功能。分解器22的檢測信號被供給到控制器30。以下，有時將分解器22稱為第3傳感器22。
[0030]控制器30為作為進行工作機械的驅動控制的主控制部的控制裝置。控制器30由包含CPU (Central Processing Unit)及內部存儲器的運算處理裝置構成，且為通過由CPU執行存儲于內部存儲器的驅動控制用程序來得以實現的裝置。
[0031]控制器30進行電動發電機12的運行控制(電動(輔助)運行或發電運行的切換)，并且進行蓄電系統120的蓄電部的充放電控制。控制器30根據蓄電部的充電狀態、電動發電機12的運行狀態(電動(輔助)運行或發電運行)及回轉用電動機21的運行狀態(動力運行或再生運行)進行蓄電部的充放電控制。
[0032]設置于控制器30的回轉控制部32將從壓力傳感器29供給的信號作為輸出指令轉換為速度指令，并進行回轉用電動機21的驅動控制。從壓力傳感器29供給的信號相當于表示為了使回轉機構2回轉而操作操作裝置26時的操作量的信號。本實施方式中，回轉控制部32除了從壓力傳感器29供給的信號之外，還根據來自第I傳感器40、第2傳感器42、分解器22等的檢測信號生成賦予回轉用電動機21的速度指令。另外，本實施方式中將回轉控制部32組裝于控制器30，但作為回轉驅動裝置也可與控制器30分開設置。
[0033]本實施方式中，回轉控制部32在下部行走體I處于易滑情況時或下部行走體I滑移時，控制回轉用電動機21的速度指令，以免下部行走體I因回轉反作用力而滑移。將進行這種控制的回轉模式稱為“防滑模式”。將不是“防滑模式”的常規的回轉模式稱為“常規回轉模式”。
[0034]“常規回轉模式”與“防滑模式”之間的切換，能夠由工作機械的駕駛員等工作人員根據需要操作手動開關而進行。或者，當工作機械本身根據上述第I至第3傳感器的檢測信號檢測到滑移時，也可由控制器30自動將回轉模式切換為“防滑模式”。
[0035]若回轉模式被設定為“防滑模式”，則回轉控制部32生成回轉用電動機21的速度指令值，以便開始回轉時及停止回轉時的上部回轉體3的加速度變得小于“常規回轉模式”時的加速度。即，在“防滑模式”中，使回轉加速度及回轉減速度小于“常規回轉模式”，并降低作用于下部行走體I的回轉反作用力，從而防止下部行走體I相對于地面的滑移。
[0036]圖3是控制器30的回轉控制部32的功能框圖。圖3中還示出回轉馬達切換部的結構。
[0037]首先，對回轉模式切換部50進行說明。回轉模式切換部50具有將常規回轉模式與防滑模式的切換信號輸出到回轉控制部32的功能。為了實現該功能，回轉模式切換部50具有手動-自動切換開關52。
[0038]手動-自動切換開關52具有輸出表示“常規回轉模式”的信號(例如表示“O”的信號)的端子N、輸出表示“防滑模式”的信號(例如表示“I”的信號)的端子S、及輸出從回轉模式設定部54供給的信號的端子A，并對這些端子中的任一個端子選擇性地切換連接。手動-自動切換開關52的切換由工作機械的駕駛員等手動進行。
[0039]因此，當手動-自動切換開關52的連接切換到端子N時，表示“常規回轉模式”的信號(例如表示“O”的信號)從手動-自動切換開關52供給到回轉控制部32。并且，當手動-自動切換開關52的連接切換到端子S時，表示“防滑模式”的信號(例如表示“I”的信號)從手動-自動切換開關52供給到回轉控制部32。
[0040]另一方面，當手動-自動切換開關52的連接切換到端子A時(自動設定)，表示從回轉模式設定部54輸出的“常規回轉模式”的信號(例如表示“O”的信號)和表示“防滑模式”的信號(例如表示“I”的信號)中的一個信號被從手動-自動切換開關52供給到回轉控制部32。
[0041]使用第I傳感器40作為滑移檢測部56時，滑移檢測部56將第I傳感器40所輸出的檢測信號輸出到回轉模式設定部54。S卩，當第I傳感器40檢測到下部行走體I的滑移(移動)時，其檢測信號被輸出到回轉模式設定部54。由于下部行走體I滑移，因此接收到該檢測信號的回轉馬達設定部54將表示“防滑模式”的信號輸出到手動-自動切換開關52的端子A。當第I傳感器40未檢測到下部行走體I的滑移(移動)時，回轉模式設定部54將表示“常規回轉模式”的信號輸出到手動-自動切換開關52的端子A。
[0042]如此，當手動-自動切換開關52連接于端子A時，表示“常規回轉模式”的信號或表示“防滑模式”的信號根據滑移檢測部56的檢測信號自動供給到回轉控制部32。
[0043]也可將滑移檢測部56構成為根據上述第2傳感器42和第3傳感器22的檢測信號將檢測信號輸出到回轉模式設定部54。S卩，滑移檢測部56對通過第2傳感器42檢測出的上部回轉體3相對于地面的移動量和通過第3傳感器(分解器)檢測出的上部回轉體3相對于下部行走體I的回轉移動量進行比較。若檢測出的移動量相等(即差量在接近零的預定范圍內)，則判斷為下部行走體I上未產生滑移，實際上輸出表示零的信號。另一方面，當檢測到的移動量不同時(即差量超過接近零的預定范圍時)，判斷為下部行走體I進行了相當于該差量的滑移，并輸出表示與差量對應的值的信號(即零以外的信號)。
[0044]當來自滑移檢測部56的輸出信號為零時，回轉模式設定部54將表示“常規回轉模式”的信號(例如表示“O”的信號)輸出到手動-自動切換開關52的端子A。另一方面，當來自滑移檢測部56的輸出信號為零以外時，回轉模式設定部54將表示“防滑模式”的信號(例如表示“I”的信號)輸出到手動-自動切換開關52的端子A。[0045]接著，參考圖3對回轉控制部32的動作進行說明。
[0046]回轉控制部32具有生成回轉速度指令作為上部回轉體3所具備的回轉用電動機21的輸出指令的速度生成部60。速度生成部60根據從控制器30的速度指令轉換部34所輸入的速度指令輸入(ω i)生成速度指令輸出(ω02)。速度生成部60將已生成的速度指令輸出(ω 02)輸出到控制器30的速度控制部36。
[0047]速度控制部36根據速度指令輸出(ω02)生成電流指令，并供給到回轉用電動機21。回轉用電動機21通過該電流指令被驅動從而驅動回轉機構2，并使上部回轉體3回轉。回轉用電動機21的旋轉量通過分解器22檢測，并供給到控制器30的速度檢測部38。速度檢測部38根據分解器22檢測出的旋轉量計算回轉用電動機21的轉速，并反饋到速度控制部36。
[0048]如上所述，回轉控制部32的速度指令生成部60具有為避免由從操縱桿操作量生成的速度指令引起的加速度變得過大而加以限制的功能。本實施方式中，速度指令生成部60通過對“防滑模式”中的回轉加速時和回轉減速時的速度指令輸出(ω02)加以限制，從而將回轉加速度及回轉減速度抑制得比“常規回轉模式”中的回轉加速度及回轉減速度小。以下，將進行加速的方向作為加速度(+ )進行說明，將進行減速的方向作為加速度(_)進行說明。
[0049]速度指令生成部60按預定時間周期性地生成速度指令輸出(ω02)并進行輸出。速度指令生成部60中經由緩沖器61輸入上次已輸出的速度指令輸出(稱為上一周期速度指令輸出(ωο?))。在 速度指令生成部60中根據從速度指令轉換部34供給的速度指令輸Λ( ω i)和前周期速度指令輸出(ω01)計算應施加的加速度(α χ?)。僅依賴于操縱桿操作量的速度指令生成部60所應輸出的速度指令輸出(ω02)成為對上一周期速度指令輸出
(001)加上加速度(011)的輸出。但是，本實施方式中，速度指令生成部60當設定有“防滑模式”時，將受限的加速度(加速度極限(α ))以下的加速度施加于上一周期速度指令輸出(ω01)，從而計算速度指令輸出(ω02)。另外，在以下說明中，加速度極限圖形還包含減速度極限圖形。
[0050]加速度極限(α )從預先設定的加速度極限圖形被抽出。具體而言，加速過程中供給到速度指令生成部60的加速度極限(α ( + ))為從加速度極限圖形(+ ) 62Ν或62S供給的加速度極限。加速度極限圖形( + )62Ν中存儲有設定“常規回轉模式”時應輸出的加速度極限(α ( + )),以作為與速度指令對應的映射信息，將“常規回轉模式”中的加速度極限(α( + ))供給到開關66的端子N。在加速度極限圖形( + )62S中存儲有設定“防滑模式”時應輸出的加速度極限(α ( + ))，以作為與速度指令對應的映射信息，將“防滑模式”中的加速度極限(α ( + ))供給到開關66的端子S。
[0051]開關66從上述回轉模式切換部50的手動-自動切換開關52獲取信號。來自手動-自動切換開關52的信號若為表示“常規回轉模式”的信號(例如表示“O”的信號)，則開關66被切換到端子N，在“常規回轉模式”中使用的來自加速度極限圖形(+ ) 62Ν的加速度極限(α ( + ))的值從開關66輸出，并供給到速度指令生成部60。來自手動-自動切換開關52的信號若為表不“防滑模式”的信號(例如表不“I”的信號)，則開關66被切換到端子S，在“防滑模式”中使用的來自加速度極限圖形( + )62S的加速度極限(α ( + ))的值從開關66輸出，并供給到速度指令生成部60。[0052]在此，從加速度極限圖形(+ ) 62S供給的“防滑模式”中的加速度極限(α ( + ))的值為限制為較小的值的加速度，以使得即使工作機械位于易滑的位置時也不會滑移。因此，當設定有“防滑模式”時，速度指令生成部60利用限制為比常規值小的值的加速度極限(α( + ))生成速度指令輸出(ω02)，因此能夠抑制“防滑模式”中的回轉加速度。由此，能夠抑制“防滑模式”中回轉開始時作用于下部行走體I的回轉反作用力，并能夠抑制下部行走體I的滑移。
[0053]另一方面，在減速過程中供給到速度指令生成部60的加速度極限(α (_))為從加速度極限規律(_) 64Ν或64S供給的加速度極限。加速度極限圖形(_) 64Ν中存儲有設定“常規回轉模式”時應輸出的加速度極限(α (_))，以作為與速度信息對應的映射信息，并將“常規回轉模式”中的加速度極限(α (_))供給到開關68的端子N。加速度極限圖形(-)64S中存儲有設定“防滑模式”時應輸出的加速度極限(α (-))，以作為與速度信息對應的映射信息，并將“防滑模式”中的加速度極限(α (_))供給到開關68的端子S。
[0054]開關68從上述回轉模式切換部50的手動-自動切換開關52獲取信號。來自手動-自動切換開關52的信號若為表示“常規回轉模式”的信號(例如表示“O”的信號)，則開關68被切換到端子N，在“常規回轉模式”中使用的來自加速度極限圖形(+ ) 64Ν的加速度極限(α (_))的值從開關68輸出，并供給到速度指令生成部60。來自手動-自動切換開關52的信號若為表不“防滑模式”的信號(例如表不“I”的信號)，則開關68被切換到端子S，在“防滑模式”中使用的來自加速度極限圖形(_)64S的加速度極限(α (_))的值從開關68被輸出，并供給到速度指令生成部60。
[0055]在此，從加速度極限圖形(_) 64S供給的“防滑模式”中的加速度極限(α (_))的值為限制為較小的值的加速度，以使得即使工作機械位于易滑的位置時也不會滑移。因此，當設定有“防滑模式” 時，速度指令生成部60利用限制為比常規值小的值的加速度極限(α(_))生成速度指令輸出(ω02)，因此能夠抑制“防滑模式”中的回轉減速度。由此，能夠抑制“防滑模式”中回轉停止時作用于下部行走體I的回轉反作用力，并能夠抑制下部行走體I的滑移。
[0056]在此，參考圖4對速度指令輸出(ω 02)的生成處理進行說明。圖4是速度指令輸出生成處理的流程圖。
[0057]若開始進行速度指令輸出生成處理，首先，在步驟SI中，回轉控制部32的速度指令生成部60將由僅根據操縱桿操作量確定的速度指令輸入ω i求出的加速度計算作為加速度(αχ?)。通過從速度指令輸入ω i減去前周期速度指令輸出(ωο?)來求出與預定的速度指令相應的加速度(a xl) ( α χ1=ω 1-ωο?)。
[0058]其次，在步驟S2中，速度指令生成部60判斷加速度的方向(加速還是減速)。方向的判定根據加速度(αχ?)的符號來進行。即，若加速度(αχ?)為正值( + )，則表示速度增大的方向，并能夠判定速度指令變化的方向為加速側。另一方面，若加速度(a xl)為負值(_)，則表示速度變小的方向，并能夠判定速度指令變化的方向為減速側。
[0059]在步驟S2中，若判定為是加速側(步驟S2的是)，則處理進入到步驟S3。步驟S3中，回轉指令生成部60判定加速度(αχ?)是否大于加速度極限(α ( + ))。此時使用的加速度極限(α ( + ))由開關66的切換狀態而定，當設定有“常規回轉模式”時為從加速度極限圖形( + )62Ν輸出的常規時的加速度極限(α ( + ))。另一方面，當設定有“防滑模式”時，使用從加速度極限圖形( + )62S輸出的加速度極限(α ( + ))。
[0060]步驟S3中若判定為加速度α xl大于加速度極限(α ( + ))(步驟S3的是)，則處理進入到步驟S4。步驟S4中，將此次應設定的加速度(αχ2)設為加速度極限(α ( + ))。
[0061]而且，在步驟S5中，回轉指令生成部60通過在上一周期速度指令輸出(ω01)上附加加速度(a x2)，從而生成此次將輸出的速度指令輸出(ω02)并供給到速度控制部36。
[0062]根據步驟S3 —步驟S4 —步驟S5的處理，此次使用的加速度(α χ2)被限定為從加速度極限圖形( + )62Ν或62S輸出的加速度極限(α ( + ))。因此，當設定有“防滑模式”時，加速度(αχ2)被限定為比從加速度極限圖形( + )62S輸出的小于常規的加速度極限(α(+ ))。由此，能夠控制“防滑模式”中的回轉加速時作用于下部行走體I的回轉反作用力，并能夠抑制下部行走體I的滑移。
[0063]另一方面，在步驟S3中若判定為加速度α xl小于加速度極限( + )(步驟S3的否)，則處理進入到步驟S6。步驟S6中，將此次應設定的加速度(α χ2)設為等于在步驟SI中計算出的加速度(axl)。即，并不將此次應設定的加速度(αχ2)限定為從加速度極限圖形(+ ) 62Ν或62S輸出的加速度極限(α ( + )),而是設為與根據操縱桿操作量求出的加速度(αχ?)相等(α χ2= αχ?)。
[0064]之后，處理進入步驟S5，回轉指令生成部60通過在上一周期速度指令輸出(ω 01)上附加加速度(α Χ2)，從而生成此次所要輸出的速度指令輸出(ω 02)，并供給到速度控制部36。
[0065]根據步驟S3 —步驟S6 —步驟S5的處理，由于根據由操縱桿操作量求出的加速度(αχ?)小于從加速度極限圖形(+ ) 62Ν或62S輸出的加速度極限(α ( + ))，因此無需進行限定，也可直接使用根據操縱桿操作量求出的加速度(a xl)來生成速度指令輸出(ωο2)。
[0066]另一方面，在步驟S2中，若判定為是減速側(步驟S2的否)，則處理進入步驟S7。步驟S7中，回轉指令生成部60判定加速度(αχ?)是否小于加速度極限(α (-))。此時使用的加速度極限(α (_))由開關68的切換狀態而定，當設定有“常規回轉模式”時為從加速度極限圖形(_)64Ν輸出的常規時的加速度極限(α (_))。另一方面，設定有“防滑模式”時，使用從加速度極限(_)64S輸出的加速度極限(α (_))。
[0067]步驟S7中若判定為加速度αχ?小于加速度極限(α (-))(步驟S7的是)，則處理進入步驟S8。步驟S8中，將此次應設定的加速度(α χ2)設為加速度極限(α (-))。
[0068]之后，處理進入步驟S5，回轉指令生成部60在上一周期速度指令輸出(ω 01)上加上加速度(a x2)進行運算，從而生成此次輸出的速度指令輸出(ω 02)，并供給到速度控制部36。
[0069]根據步驟S7 —步驟S8 —步驟S5的處理，此次使用的加速度(α χ2)被限定為從加速度極限圖形(_)64Ν或64S輸出的加速度極限(α (-))。因此，當設定有“防滑模式”時，加速度(ax2)被限定為比從加速度極限圖形(_)64S輸出的小于常規的加速度極限(α(_))。由此，能夠控制“防滑模式”中的回轉停止時作用于下部行走體I的回轉反作用力，并能夠抑制下部行走體I的滑移。
[0070]另一方面，在步驟S7中若判定為加速度a xl大于加速度極限(-)(步驟S7的否)，則處理進入到步驟S9。步驟S9中，將此次應設定的加速度(α χ2)設為等于在步驟SI中計算出的加速度(axl)。即，并不將此次應設定的加速度(αχ2)限定在從加速度極限圖形(-)64N或64S輸出的加速度極限(α (-)),而是設為與根據操縱桿操作量求出的加速度(αχ?)相等(α χ2= αχ?)。
[0071]之后，處理進入步驟S5，回轉指令生成部60通過在上一周期速度指令輸出(ω01)上加上加速度(a x2)進行運算，從而生成此次將要輸出的速度指令輸出(ω 02)，并供給到速度控制部36。
[0072]根據步驟S7 —步驟S9 —步驟S5的處理，由于根據操縱桿操作量求出的加速度(αχ?)小于從加速度極限圖形(_) 64Ν或64S輸出的加速度極限(α (_))，因此無需進行限定，也可直接使用根據操縱桿操作量求出的加速度(a xl)生成速度指令輸出(ωο2)。
[0073]接著，對加速度極限圖形進行說明。
[0074]圖5是表示加速度極限圖形( + )62N、62S及加速度極限圖形(_)64N、64S的圖。圖5中曲線圖的橫軸表示速度指令值(％)，將速度指令值的最大值設為100%。圖5中曲線圖的縱軸表示加速度極限值。圖5中縱軸的從零開始的上側表示加速側(加速度極限( + ))，從零開始的下側表示減速側(加速度極限(_))。
[0075]圖5的上側中，以粗虛線表示“常規回轉模式”中的加速度極限圖形(+ ) 62N。以粗實線表示“防滑模式”中的加速度極限圖形( + )62S。并且，在圖5的下側，以細虛線表示“常規回轉模式”中的加速度極限圖形(_)64N。細實線表示“防滑模式”中的加速度極限圖形(_)64S。
[0076]并且，圖6是表示利用圖5中所示的加速度極限圖形控制回轉速度時的速度指令值的變化的曲線圖。圖6中所示的速度指令值與實際的上部回轉體3的回轉速度對應。以虛線表示“常規回轉模 式”中的速度指令值的變化，以實線表示“防滑模式”中的速度指令值的變化。另外，以雙點劃線表示回轉操作桿的操作量。
[0077]例如，在圖5的加速側，操作回轉操作桿而生成速度指令之后，到速度指令達到最大值的10%為止，“常規回轉模式”中加速度極限(+ )的值為α 1，“防滑模式”中加速度極限(+ )的值為asl。“防滑模式”中的加速度極限(+ )的值α Si被設定為小于“常規回轉模式”中的加速度極限(+ )的值α I。因此，在速度指令值ω為O~10%之間時，“防滑模式”中的加速度設定為小于“常規回轉模式”中的加速度。
[0078]速度指令超過最大值的10%到80%的期間，“常規回轉模式”中加速度極限(+ )的值為α 2。并且，“防滑模式”中，速度指令超過最大值的10%到85%的期間(比80%稍微大的值為止)，加速度極限(+ )的值為as2。“防滑模式”中的加速度極限(+ )的值as2設定為小于“常規回轉模式”中的加速度極限(+ )的值α2。因此，在速度指令值ω為10%至80%的期間，“防滑模式”中的加速度設定為小于“常規回轉模式”中的加速度。
[0079]如以上，操作回轉操作桿而生成速度指令，從開始進行上部回轉體3的回轉之后，到達到一定程度的回轉速度為止，或達到最大回轉速度為止，若設定有“防滑模式”，則回轉加速度被抑制得較小。由此，通過上部回轉體3的回轉加速作用于下部回轉體I的回轉反作用力被抑制得較小，并能夠抑制下部回轉體I的滑移。
[0080]如圖6所示，當速度指令值ω達到100% (最大值)的情況下，速度指令值ω達到80% (“常規回轉模式”)或者83% (“防滑模式”)至100%為止，加速度極限(+ )的值α 3及α S3為相同值，設定為小于之前的α2及a s2。這是為了避免加速度急劇減小，緩慢達到最大回轉速度。[0081]若操作人員為了停止回轉而將回轉操作桿還原到中立位置，則在圖4中所示的速度指令生成處理中，判定為回轉動作成為處于減速側。因此，對速度指令值ω加上加速度極限(_)進行運算，且速度指令值ω逐漸減小。
[0082]在設定有“常規回轉模式”的情況下，若速度指令值減小到80%，則加速度極限(_)的值從α 4增大至比α4大的值α 5。即，減速度成為若速度指令值變得小于80%則減速度變大且突然施以制動的狀態。另一方面，在設定有“防滑模式”的情況下，速度指令值達到20%為止，加速度極限(_)的值維持as4 (與α 4相等)，減速度變得小于“常規回轉模式”。即，設定為遲緩的減速。
[0083]如以上，當回轉操作桿還原到中立位置來停止上部回轉體3的回轉時，若設定有“防滑模式”，則能夠較小地抑制回轉減速度直至其達到一定程度的較小的回轉速度。由此，通過上部回轉體3的回轉減速，作用于下部回轉體I的回轉反作用力被抑制得較小，并能夠抑制下部行走體I的滑移。
[0084]如以上，若維持將回轉加速度抑制得較小的狀態，則有回轉的停止變慢，無法在駕駛員所意圖的回轉停止位置停止而導致大大超限的可能性。因此，本實施方式中，當設定有“防滑模式”時，在速度指令值成為20%的時刻，將減速度設定為較大的值a s5，并提早停止回轉。但是，在“常規回轉模式”中將回轉指令值成為30%的時刻設定為減速度α 6，但在“防滑模式”中將回轉速度變得更小的時刻、即回轉指令值成為20%的時刻設定為減速度a s5。由此，當上部回轉體3的減速度被設定為較大的值a s5 (與α 6相等)時回轉反作用力得到抑制，并能夠抑制下部行走體I的滑移。圖5中所示的加速度極限圖形能夠按照工作機械的工作環境進行各種變更。
[0085]接著，參考圖7及圖8對圖5中所示的加速度極限圖形的其他例子進行說明。圖7是表示加速度極限圖形的其他例子的圖。圖8是表示利用圖7中所示的加速度極限圖形來控制回轉速度時的速度指令值的變化的曲線圖。
[0086]如圖7所示，在使加速度逐漸階段性地增大的同時使其達到最大回轉速度，并且，在使加速度逐漸階段性地減小的同時使其達到預定的加速度，一旦接近最大速度，則逐漸階段性地減小加速度。通過這種加速度的階段性變化，上部回轉體3的回轉速度，即回轉指令值ω如圖8所示平滑地變化。因此，能夠抑制在加速度變化時作用于下部行走體I的回轉反作用力，并能夠抑制下部行走體I的滑移。
[0087]圖7中示出從回轉開始到達到預定的回轉速度為止的加速度極限圖形，但相同的階段性的加速度的控制還能夠適用于自預定的回轉速度到停止為止的減速度極限圖形中。
[0088]本實施方式中，示出了利用速度指令以作為成為變更對象的輸出指令的例子，但也可采用轉矩指令值來作為成為變更對象的輸出指令。
[0089]并且，本實施方式中，示出了在端接附件中使用鏟斗的事例，但也可安裝起重磁鐵和抓斗等。此時，由于端接附件變得比鏟斗重，所以離心力變大，而變得易滑移。但是，通過適用本申請發明，能夠抑制履帶與地面、或者履帶與鐵板之間的滑移。
[0090]另外，在使用懸掛式抓斗的情況下，也產生類似回轉停止時抓斗的振幅變大的問題。在該情況下，也能夠通過適用本申請發明，緩慢地輸出回轉，并能夠減小回轉停止時的抓斗的振幅。如此，防滑模式中還包含減幅模式。
【權利要求】
1.一種電動回轉式工作機械，其具有: 下部行走體； 上部回轉體，搭載成能夠相對于該下部行走體旋轉； 回轉機構，將該上部回轉體支承為能夠相對于所述下部行走體旋轉； 電動機，作為該回轉機構的驅動源使上部回轉體相對于所述下部行走體回轉驅動；及 回轉控制部，生成用于驅動所述電動機的驅動指令，其中， 所述回轉控制部具有相對于來自操作裝置的操作量使所述上部回轉體的回轉動作比常規回轉模式緩慢的防滑模式。
2.根據權利要求1所述的電動回轉式工作機械，其中， 當設定有所述防滑模式時，所述回轉控制部相對于來自操作裝置的操作量生成絕對值小于常規回轉模式時的輸出指令值的輸出指令值。
3.根據權利要求1或2所述的電動回轉式工作機械，其中， 所述輸出指令值為速度指令值，并且， 所述回轉控制部將所述速度指令值與加速度極限相加而生成新的速度指令值。
4.根據權利要求1或2所述的電動回轉式工作機械，其中， 所述回轉控制部具有與所述速度指令值對應的加速度極限的圖形。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的電動回轉式工作機械，其中， 所述模式的切換通過手動輸入來進行。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的電動回轉式工作機械，其中， 所述模式的切換自動進行。
7.根據權利要求6所述的電動回轉式工作機械，其中， 所述電動回轉式工作機械還具有檢測所述下部行走體相對于地面的移動的第I傳感器， 所述回轉控制部根據來自該第I傳感器的檢測信號檢測所述下部行走體相對于地面的滑動。
8.根據權利要求6所述的電動回轉式工作機械，其中， 所述電動回轉式工作機械還具有檢測所述上部回轉體相對于地面的移動的第2傳感器和檢測所述上部回轉體相對于所述下部行走體的移動的第3傳感器， 所述回轉控制部根據來自該第2傳感器及該第3傳感器的檢測信號檢測所述下部行走體相對于地面的滑動。
9.根據權利要求2所述的電動回轉式工作機械，其中， 若所述回轉模式被切換為所述防滑模式，則所述回轉控制部為了抑制所述電動機的輸出轉矩而生成所述速度指令值。
【文檔編號】E02F3/358GK104005434SQ201310731546
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年2月26日
【發明者】白谷龍二, 佐野公則, 黑澤亮太 申請人:住友建機株式會社