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JP5511316B2 - Excavator swivel control device - Google Patents

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JP5511316B2
JP5511316B2 JP2009252243A JP2009252243A JP5511316B2 JP 5511316 B2 JP5511316 B2 JP 5511316B2 JP 2009252243 A JP2009252243 A JP 2009252243A JP 2009252243 A JP2009252243 A JP 2009252243A JP 5511316 B2 JP5511316 B2 JP 5511316B2
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turning
deceleration
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公則 佐野
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

本発明は、建設機械の旋回制御装置に関するものであり、特に、旋回の速度指令に加速度制限を持たせることで起動時のショックを小さくするともに該加速度制限を多段階に切換えることで作業効率の低下を抑え得るようにした建設機械の旋回制御装置に関するものである。   The present invention relates to a turning control device for a construction machine, and in particular, by giving an acceleration limit to a turning speed command, the shock at start-up is reduced, and the acceleration restriction is switched in multiple stages to improve work efficiency. The present invention relates to a turning control device for a construction machine that can suppress a decrease.

従来、例えば、次のような電動旋回式作業機械の旋回制御装置が知られている。この従来技術は、作業機械としてのショベルにおける上部旋回体を旋回駆動する電動機と、旋回指令を出す旋回操作レバーと、前記電動機の回転速度を旋回操作レバーの操作量に応じた目標速度に制御する旋回制御部とを備え、該旋回制御部はオペレータによって操作される旋回加速度設定手段を有し、この旋回加速度設定手段によって設定された加速度をもって前記電動機を前記目標速度に向けて速度制御するように構成されている。そして、オペレータは旋回加速度設定手段部分での操作指令により旋回加速度を、そのオペレータの意思で、オペレータが望むタイミングと大きさで設定し変更することが可能となっている。このため、例えば荷積み作業時に、二地点間の距離とオペレータが望む旋回所要時間、オペレータの好み等に応じて最適の加速度をもって旋回させることができる(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, the following swing control device for an electric swing type work machine is known. This prior art controls an electric motor that drives an upper swing body of a shovel as a work machine to rotate, a turning operation lever that issues a turning command, and a rotational speed of the motor to a target speed corresponding to an operation amount of the turning operation lever. A turning control unit, and the turning control unit has turning acceleration setting means operated by an operator, and controls the speed of the electric motor toward the target speed with the acceleration set by the turning acceleration setting means. It is configured. The operator can set and change the turning acceleration according to the operation command in the turning acceleration setting means at the timing and magnitude desired by the operator. For this reason, for example, at the time of loading operation, the vehicle can be turned with an optimum acceleration according to the distance between two points, the required turn time desired by the operator, the operator's preference, and the like (for example, see Patent Document 1).

また、他の従来技術として、例えば、次のような建設機械のアーム駆動用制御装置が知られている。この従来技術は、ショベルカーのアームを動かす動力として電動機を用い、この電動機の回転をインバータで制御するようにしたアーム駆動用制御装置であって、操作レバーの操作指令値を入力し該操作指令値の変化量及びその正・負の極性から加速状態か減速状態を判断する加減速判断処理部と、加速状態時用時定数と減速状態時用時定数とが各別に設定され前記加減速判断処理部の判断信号に応じて前記加速状態時用時定数又は減速状態時用時定数を選択する選択部とを備え、選択された時定数信号を前記インバータにおけるフィルタ部に出力するように構成されている。そして、アーム旋回速度の加速時と減速時の応答速度を別々に設定できるようにして、作業性、安全性を向上させるようにしている(例えば、特許文献2参照)。   As another conventional technique, for example, the following arm drive control device for a construction machine is known. This prior art is an arm drive control device in which an electric motor is used as power for moving an arm of a shovel car, and the rotation of the electric motor is controlled by an inverter. The acceleration / deceleration determination processing unit that determines the acceleration state or deceleration state from the amount of change of the value and its positive / negative polarity, and the acceleration state time constant and the deceleration state time constant are set separately, and the acceleration / deceleration determination A selection unit that selects the time constant for acceleration state or the time constant for deceleration state according to a determination signal of the processing unit, and is configured to output the selected time constant signal to the filter unit in the inverter. ing. The response speed at the time of acceleration and deceleration of the arm turning speed can be set separately to improve workability and safety (for example, see Patent Document 2).

特開2009−68197号公報JP 2009-68197 A 特開2009−68245号公報JP 2009-68245 A

特許文献1に記載の従来技術においては、旋回加速度をオペレータの意思で、オペレータが望むタイミングと大きさで設定し変更するようにしたものであり、旋回の速度指令(出力)に加速度制限を持たせるとともに該加速度制限を多段階に切換えるようにしたという技術とは異なるものである。   In the prior art described in Patent Document 1, the turning acceleration is set and changed at the timing and magnitude desired by the operator at the operator's intention, and the turning speed command (output) has an acceleration limit. This is different from the technique in which the acceleration limitation is switched in multiple stages.

また、特許文献2に記載の従来技術においては、アーム旋回速度の加速時と減速時の応答速度を別々に設定できるようにしたものであり、上記と同様に、旋回の速度指令(出力)に加速度制限を持たせるとともに該加速度制限を多段階に切換えるようにしたという技術とは異なるものである。   In the prior art described in Patent Document 2, the response speed at the time of acceleration and deceleration of the arm turning speed can be set separately, and the turning speed command (output) is set in the same manner as described above. This is different from the technique in which the acceleration limitation is provided and the acceleration limitation is switched in multiple stages.

そこで、旋回の速度指令に加速度制限を持たせることで、起動時のバックラッシュによるショックを小さくし、また加減速時におけるキャブの振動を抑えて乗り心地を良好にするとともに旋回機構の耐用寿命を高め、加速度制限を途中で切換え加速度を大きくすることで、旋回動作が遅くなるのを防止して作業効率の低下を抑えるとともに最高速度近くでは加速度を小さくして失速感を解消し、減速始めに加速度の絶対値を小さくし途中で加速度を大きくするように切換えることで旋回の流れを少なくするとともに停止寸前では加速度を絶対値の小さな値にすることで停止のショックと揺れ戻しが大きくなるのを解消するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Therefore, by limiting the acceleration to the turning speed command, the shock due to backlash during startup is reduced, the cab vibration during acceleration / deceleration is suppressed, the ride comfort is improved, and the useful life of the turning mechanism is increased. By increasing the acceleration limit in the middle and increasing the acceleration, the turning operation is prevented from slowing down, reducing the work efficiency and reducing the acceleration near the maximum speed to eliminate the feeling of stalling By reducing the absolute value of the acceleration and switching to increase the acceleration on the way, the flow of turning is reduced and the acceleration is reduced to a small absolute value just before stopping, so that the shock and return of stopping increase. The technical problem which should be solved in order to eliminate arises, and this invention aims at solving this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、
キャブが搭載された旋回体の旋回を電動モータで速度制御を行うようにしたショベルの旋回制御装置において、
前記旋回の電動モータでの速度指令は、オペレータが操作する操作レバーの操作量に応じて生成された旋回の速度指令によって行制御手段を有するとともに、
前記制御手段は、
加速状態時に複数の速度増加分から前記速度指令に対応する速度増分を選択して多段に切換える加速処理系と、減速状態時に複数の速度増加分から前記速度指令に対応する速度増分を選択して多段に切換える減速処理系とを内蔵し、
前記選択された速度増分が、前記速度増分に加算、若しくは、減算されて速度指令出力を出力するショベルの旋回制御装置を提供する。


The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1
In the excavator turning control device in which the speed of the turning of the turning body mounted with the cab is controlled by an electric motor,
The speed command of the electric motor of the turning, and having a control unit intends row by the speed command of the turning generated in response to the operation amount of the operating lever operated by an operator,
The control means includes
An acceleration processing system that selects a speed increment corresponding to the speed command from a plurality of speed increments in an acceleration state and switches to multiple stages, and a speed increment corresponding to the speed command from a plurality of speed increments in a deceleration state Built-in deceleration processing system to switch,
A shovel turning control device is provided in which the selected speed increment is added to or subtracted from the speed increment to output a speed command output .


この構成によれば、電動モータは油圧モータに比べて速度指令に対する応答性がよい。このような電動モータ制御の旋回体において、旋回の速度指令に加速度制限を持たせるとともに該加速度制限を多段階に切換えるようにしたことで、加減速時のショックが低減する。また、起動時には加速度を小さくし、その後、加速度を適宜に大きくするように多段階に切換えることで作業効率の低下が抑えられる。   According to this configuration, the electric motor is more responsive to the speed command than the hydraulic motor. In such a rotating body controlled by an electric motor, the acceleration speed is restricted in multiple stages and the shock at the time of acceleration / deceleration is reduced. In addition, a decrease in work efficiency can be suppressed by switching to multiple stages so that the acceleration is reduced at the time of startup and then the acceleration is increased appropriately.

請求項2記載の発明は、上記速度指令における加速度の制限は、上記制御手段からの速度指令出力によって切換えるようにした請求項1記載のショベルの旋回制御装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the excavator turning control device according to the first aspect , wherein the limitation of the acceleration in the speed command is switched by a speed command output from the control means.

この構成によれば、制御手段には、加減速領域が複数段設定され、この複数段の加減速領域ごとに制限すべき加速度が予め設定されている。制御手段からの速度指令出力がいずれの段の加減速領域の速度指令出力に対応するかによって、制限すべき加速度が切換えられる。   According to this configuration, a plurality of acceleration / deceleration areas are set in the control means, and an acceleration to be limited for each of the acceleration / deceleration areas of the plurality of stages is set in advance. The acceleration to be limited is switched depending on which stage the speed command output from the control means corresponds to the speed command output of the acceleration / deceleration region.

請求項3記載の発明は、上記速度指令における加速度の制限は、上記旋回体の旋回実速度によって切換えるようにした請求項1記載のショベルの旋回制御装置を提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the excavator turning control device according to the first aspect , wherein the limitation of the acceleration in the speed command is switched by the actual turning speed of the turning body.

この構成によれば、前記のように、制御手段には、加減速領域が複数段設定され、この複数段の加減速領域ごとに制限すべき加速度が予め設定されている。制御手段からの速度指令出力と旋回体の旋回実速度とが等しい場合において、該旋回体の旋回実速度即ち制御手段からの速度指令出力がいずれの段の加減速領域の速度指令出力に対応するかによって、制限すべき加速度が切換えられる。   According to this configuration, as described above, a plurality of acceleration / deceleration areas are set in the control means, and accelerations to be limited for each of the plurality of acceleration / deceleration areas are set in advance. When the speed command output from the control means and the actual turning speed of the turning body are equal, the actual turning speed of the turning body, that is, the speed command output from the control means corresponds to the speed command output in any acceleration / deceleration region. Depending on how the acceleration to be limited is switched.

請求項4記載の発明は、上記速度指令における加速度の制限の切換えに、ヒステリシスを持たせたことを特徴とする請求項1,2又は3記載のショベルの旋回制御装置を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the excavator turning control device according to the first, second or third aspect, wherein hysteresis is given to switching of acceleration limitation in the speed command.

この構成によれば、切換え時における加速度の単位時間当りの変化量が小さく抑えられて加減速時のショック等が一層低減する。   According to this configuration, the amount of change in acceleration per unit time at the time of switching is suppressed to be small, and shocks and the like during acceleration / deceleration are further reduced.

請求項1記載の発明は、加速度制限を多段階に切換えるようにしたことで、加減速時のショックが低減し、キャブの振動が抑えられて乗り心地が良好になるとともに旋回機構の耐用寿命を高めることができる。また旋回動作が過度に遅くなるのが防止されて作業効率の低下を抑えることができ、最高速度近くでは加速度を小さくすることで失速感を解消することができる。さらに、減速始めには加速度の絶対値を小さくし途中で加速度を大きくするように切換えることで旋回の流れを少なくすることができるとともに停止寸前では加速度を絶対値の小さな値にすることで停止のショックと揺れ戻しが大きくなるのを解消することができるという利点がある。   According to the first aspect of the present invention, the acceleration limitation is switched in multiple stages, so that the shock during acceleration / deceleration is reduced, the vibration of the cab is suppressed, the ride comfort is improved, and the service life of the turning mechanism is improved. Can be increased. In addition, it is possible to prevent the turning operation from being excessively slow and suppress a decrease in work efficiency, and it is possible to eliminate the feeling of stall by reducing the acceleration near the maximum speed. Furthermore, at the beginning of deceleration, the flow of turning can be reduced by switching the absolute value of the acceleration to be smaller and the acceleration to be increased in the middle, and the acceleration can be stopped by making the acceleration a small value just before stopping. There is an advantage that it is possible to eliminate an increase in shock and tremor.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えてさらに、制限すべき加速度を確実かつ、容易に切換えることができるという利点がある。   The invention described in claim 2 has an advantage that the acceleration to be limited can be switched reliably and easily in addition to the effect of the invention described in claim 1.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えてさらに、制御手段からの速度指令出力と旋回体の旋回実速度とが等しい場合において、制限すべき加速度を確実に切換えることができるという利点がある。   In addition to the effect of the invention of the first aspect, the invention described in claim 3 further switches the acceleration to be limited when the speed command output from the control means and the actual turning speed of the turning body are equal. There is an advantage that can be.

請求項4記載の発明は、切換え時における加速度の単位時間当りの変化量を小さく抑えることができて加減速時のショック等を一層低減することができるという利点がある。   The invention according to claim 4 is advantageous in that the amount of change in acceleration per unit time at the time of switching can be kept small, and shocks and the like during acceleration / deceleration can be further reduced.

図は本発明の実施例に係る建設機械の旋回制御装置を示すものである。
コントローラのブロック図。 旋回体の加減速制御時に加速度制限が多段階に切換えられた速度指令出力の波形例を示す図。 コントローラによる旋回体の加減速制御例を説明するためのフローチャート。 速度指令入力に伴う基本的な速度指令出力を説明するための図であり、(a)はステップ状に操作された操作レバーによる速度指令入力例を示す波形図、(b)は加速度制限が多段階に切換えられた速度指令出力例を示す波形図。
FIG. 1 shows a turning control device for a construction machine according to an embodiment of the present invention.
The block diagram of a controller. The figure which shows the example of a waveform of the speed command output by which the acceleration restriction | limiting was switched in multiple steps at the time of acceleration / deceleration control of a turning body. The flowchart for demonstrating the example of acceleration / deceleration control of the turning body by a controller. It is a figure for demonstrating the basic speed command output accompanying a speed command input, (a) is a wave form diagram which shows the example of speed command input by the operation lever operated stepwise, (b) has many acceleration restrictions. The wave form diagram which shows the example of the speed command output switched to the step.

本発明は、旋回の速度指令に加速度制限を持たせることで、起動時のバックラッシュによるショックを小さくし、また加減速時におけるキャブの振動を抑えて乗り心地を良好にするとともに旋回機構の耐用寿命を高め、加速度制限を途中で切換え加速度を大きくすることで、旋回作業が遅くなるのを防止して作業効率の低下を抑えるとともに最高速度近くでは加速度を小さくして失速感を解消し、減速始めに加速度の絶対値を小さくし途中で加速度を大きくするょうに切替えることで旋回の流れを少なくするとともに停止寸前では加速度を絶対値の小さな値にすることで停止のショックと揺れ戻しが大きくなるのを解消するという目的を達成するために、キャブが搭載された旋回体の旋回を電動モータで速度制御を行うようにしたショベルの旋回制御装置において、前記旋回の電動モータでの速度指令は、オペレータが操作する操作レバーの操作量に応じて生成された旋回の速度指令によって行われ、且つ、該速度指令は、加速度の制限を多段階に切換える制御手段を具備させることにより実現した。
In the present invention, by limiting the acceleration to the speed command for turning, the shock due to backlash at the time of starting is reduced, the vibration of the cab at the time of acceleration / deceleration is suppressed, the ride comfort is improved, and the durability of the turning mechanism is improved. By increasing the life span and switching the acceleration limit in the middle to increase the acceleration, the turning work is prevented from slowing down, reducing the work efficiency, and reducing the acceleration near the maximum speed to eliminate the feeling of stall and slowing down First, the absolute value of acceleration is reduced and switching is performed to increase acceleration in the middle to reduce the flow of turning, and just before stopping, reducing the acceleration to a small absolute value increases the shock and tremor of stopping. to achieve the objective of eliminating the, the excavator of the turning of the turning body cab is mounted to the speed control in an electric motor In times control device, the speed command for the electric motor of the turning is carried out by the speed command generated pivot in response to the operation amount of the operation lever operated by the operator, and, the speed instruction, the limit acceleration This was realized by providing a control means for switching to multiple stages.

以下、本発明の好適な実施例を図1乃至図4を参照して説明する。まず、図4の(a)、(b)を用いて、本実施例における基本的な速度指令出力例を説明する。図4(a)は、操作レバーがステップ状に操作された場合の速度指令入力の波形例を示しており、後述するコントローラは、このような速度指令入力に基づいて所要の処理を実行することで、基本的に図4(b)に示すような加速度制限が多段階に切換えられた速度指令出力を行う。   A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, a basic speed command output example in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4A shows a waveform example of a speed command input when the operation lever is operated stepwise, and the controller described later executes a required process based on such speed command input. Thus, basically, a speed command output in which the acceleration limitation is switched in multiple stages as shown in FIG.

即ち、コントローラは、起動から速度aまでの区間1aでは加速度1で加速し、速度bまでの区間2aでは加速度2で加速し、最高速度までの区間3aでは加速度3で加速する各速度指令を出力する。一方、減速時には、最高速度から速度dまでの区間4aでは加速度4で加速し、速度eまでの区間5aでは加速度5で減速し、停止までの区間6aでは加速度6で減速する各速度指令を出力する。このように、油圧モータに比べて速度指令に対する応答性のよい電動モータによる旋回体の制御において、速度指令出力に加速度制限を持たせるとともに該加速度制限を多段階に切換えることで、加減速時のショックの低減を図るとともに、作業効率の低下を抑える等の作用、効果を図っている。   That is, the controller outputs each speed command that accelerates at an acceleration 1 in the section 1a from the start to the speed a, accelerates at an acceleration 2 in the section 2a up to the speed b, and accelerates at an acceleration 3 in the section 3a up to the maximum speed. To do. On the other hand, at the time of deceleration, each speed command that accelerates at the acceleration 4 in the section 4a from the maximum speed to the speed d, decelerates at the acceleration 5 in the section 5a up to the speed e, and decelerates at the acceleration 6 in the section 6a until the stop is output. To do. As described above, in the control of the rotating body by the electric motor having a better response to the speed command than the hydraulic motor, the speed command output is limited in acceleration and the acceleration limit is switched in multiple stages, so In addition to reducing shocks, it works to reduce the work efficiency and other effects.

次いで、図1及び図2を用いて、制御手段としてのコントローラ11の構成を説明する。コントローラ11には、操作レバー12の操作による速度指令が入力する入力ポート13と、図示しない電動モータ側に速度指令を出力する出力ポート14とが備えられ、該入力ポート13と出力ポート14との間に、加速時の信号を処理する加速処理系15A、減速時の信号を処理する減速処理系15B及び加減速無しの場合の加減速無し系15Cの三つの処理系が内蔵されている。   Next, the configuration of the controller 11 as a control unit will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The controller 11 is provided with an input port 13 for inputting a speed command by operating the operation lever 12 and an output port 14 for outputting a speed command to the electric motor (not shown). There are three built-in processing systems: an acceleration processing system 15A for processing signals during acceleration, a deceleration processing system 15B for processing signals during deceleration, and an acceleration / deceleration system 15C when there is no acceleration / deceleration.

前記加速処理系15Aは、入力ポート13に、加速状態時にオンに転じるスイッチa1を介して加速処理部16が接続され、該加速処理部16が前記と同様に加速状態時にオンに転じるスイッチa2を介して出力ポート14に接続されている。該加速処理部16には、図2の波形図にも示すように、1段目加速領域でオンに転じるスイッチa3を介して速度増分(加速度)1を入力し、2段目加速領域でオンに転じるスイッチa4を介して速度増分2を入力する速度増分入力線17が接続されている。 In the acceleration processing system 15A, an acceleration processing unit 16 is connected to the input port 13 via a switch a 1 that is turned on in an acceleration state, and the acceleration processing unit 16 is turned on in an acceleration state as described above. 2 to the output port 14. As shown in the waveform diagram of FIG. 2, the acceleration processing unit 16 receives a speed increment (acceleration) 1 through a switch a 3 that turns on in the first stage acceleration region, and in the second stage acceleration region. A speed increment input line 17 for inputting a speed increment 2 is connected via a switch a 4 which turns on.

前記減速処理系15Bは、入力ポート13に、減速状態時にオンに転じるスイッチa5を介して減速処理部18が接続され、該減速処理部18が前記と同様に減速状態時にオンに転じるスイッチa6を介して出力ポート14に接続されている。該減速処理部18には、図2の波形図にも示すように、2段目減速領域でオンに転じるスイッチa7を介して速度増分(加速度)4を入力し、1段目減速領域でオンに転じるスイッチa8を介して速度増分3を入力する速度増分入力線19が接続されている。 The deceleration processing system 15B is the input port 13, the deceleration processing part 18 is connected via a switch a 5 to turn ON when the deceleration state, the switch a of deceleration processing unit 18 turns ON during deceleration state as in the 6 to the output port 14. As shown in the waveform diagram of FIG. 2, a speed increment (acceleration) 4 is input to the deceleration processing unit 18 via a switch a 7 that turns on in the second-stage deceleration area, and in the first-stage deceleration area. A speed increment input line 19 for inputting a speed increment 3 is connected via a switch a 8 which turns on.

前記加減速無し系15Cは、速度指令入力がそのまま速度指令出力となるため、入力ポート13と出力ポート14との間に、加減速無し時にオンに転じるスイッチa9のみが接続されている。コントローラ11には、上記加速処理系15A、減速処理系15B及び加減速無し系15Cの他に、本実施例の旋回制御を実行する上において必要な図示しない制御処理系が内蔵されている。 The acceleration no deceleration system 15C, since the speed command input is directly used as the speed command output, between the input port 13 and output port 14, only the switch a 9 to turn on the on-time without acceleration or deceleration is connected. In addition to the acceleration processing system 15A, the deceleration processing system 15B, and the non-acceleration / deceleration system 15C, the controller 11 incorporates a control processing system (not shown) necessary for executing the turning control of this embodiment.

次に、上述のように構成されたコントローラ11による旋回体の制御作用を、図3のフローチャート及び図1、図2を用いて説明する。操作レバー12の操作により速度指令がコントローラ11に入力されて旋回体の旋回駆動がスタートすると、この速度指令入力から、まずステップS1で加速状態であるか否かが判断される。加速状態の判断は、現在速度指令入力と前回速度指令入力の差(現在速度指令入力−前回速度指令入力)が正の加速状態と判断される。加速状態と判断されると(ステップS1のYes)、コントローラ11におけるスイッチa1、a2がオンに転じるとともに、ステップS2で速度指令入力と現在速度(旋回実速度)との大・小が比較され、速度指令入力が現在速度よりも大きい(速度指令入力>現在速度)と(ステップS2のYes)、さらにステップS3で、その現在速度と速度指令出力との大・小が比較される。 Next, the control action of the swivel body by the controller 11 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIGS. 1 and 2. When a speed command is input to the controller 11 by the operation of the operation lever 12 and the turning drive of the revolving structure is started, it is first determined from this speed command input whether or not the vehicle is in an acceleration state in step S1. The acceleration state is determined by determining that the difference between the current speed command input and the previous speed command input (current speed command input−previous speed command input) is a positive acceleration state. When the acceleration state is determined (Yes in step S1), the switches a 1 and a 2 in the controller 11 are turned on, and the magnitude of the speed command input and the current speed (actual turning speed) are compared in step S2. When the speed command input is larger than the current speed (speed command input> current speed) (Yes in step S2), the current speed and the speed command output are compared in magnitude in step S3.

ステップS3で現在速度が速度指令出力よりも大きい(現在速度>速度指令出力)と(ステップS3のYes)、ステップS4で速度指令出力初期値が現在速度とされ、ステップS5で、その速度指令出力が2段目加速領域の速度指令出力以下であるか否か(速度指令出力≦2段目加速領域)の判断が行われる。また、前記ステップS2で速度指令入力が現在速度よりも小さいか又は等しい場合(速度指令入力≦現在速度)(ステップS2のNo)、及び前記ステップS3で現在速度が速度指令出力よりも小さいか又は等しい場合(現在速度≦速度指令出力)(ステップS3のNo)にもステップS5で、その速度指令出力が2段目加速領域の速度指令出力以下であるか否かの判断が行われる。   If the current speed is greater than the speed command output in step S3 (current speed> speed command output) (Yes in step S3), the speed command output initial value is set to the current speed in step S4, and the speed command output in step S5. Is determined to be less than or equal to the speed command output in the second stage acceleration region (speed command output ≦ second stage acceleration region). If the speed command input is smaller than or equal to the current speed in step S2 (speed command input ≦ current speed) (No in step S2), and if the current speed is smaller than the speed command output in step S3, or If equal (current speed ≦ speed command output) (No in step S3), it is determined in step S5 whether or not the speed command output is equal to or lower than the speed command output in the second-stage acceleration region.

ステップS5の判断で、速度指令出力が2段目加速領域の速度指令出力以下の場合は1段目加速領域であると判断され、ステップS6で速度指令入力と速度指令出力に速度増分1を加算したものとの大・小が判断される。このステップS6で速度指令入力が速度指令出力に速度増分1を加算したものより大きい(速度指令入力>速度指令出力+速度増分1)と判断されると(ステップS6のYes)、ステップS7で、加速処理部16の加速処理により速度指令出力が、その速度指令出力に速度増分1を加算(速度指令出力+速度増分1)したものに切換えられて速度増分(加速度)は速度増分1の大きさに制限される。前記ステップS6で速度指令入力が速度指令出力に速度増分1を加算したものよりより小さいと判断されると(ステップS6のNo)、ステップS8で、加速度制限は行われずに速度指令入力がそのまま速度指令出力となる。   If it is determined in step S5 that the speed command output is equal to or less than the speed command output of the second-stage acceleration region, it is determined that the first-stage acceleration region is detected. In step S6, a speed increment 1 is added to the speed command input and the speed command output. It is judged whether it is large or small. If it is determined in step S6 that the speed command input is larger than the speed command output plus speed increment 1 (speed command input> speed command output + speed increment 1) (Yes in step S6), in step S7, The speed command output is switched to the speed command output obtained by adding the speed increment 1 to the speed command output (speed command output + speed increment 1) by the acceleration processing of the acceleration processing unit 16, and the speed increment (acceleration) is the magnitude of the speed increment 1. Limited to If it is determined in step S6 that the speed command input is smaller than the speed command output plus the speed increment 1 (No in step S6), in step S8, the acceleration command is not limited and the speed command input remains as it is. Command output.

また、ステップS5の判断で、速度指令出力が2段目加速領域の速度指令出力以上の場合は2段目加速領域であると判断され、ステップS9で速度指令入力と速度指令出力に速度増分2を加算したもとの大・小が判断される。このステップS9で速度指令入力が速度指令出力に速度増分2を加算したものより大きい(速度指令入力>速度指令出力+速度増分2)と判断されると(ステップS9のYes)、ステップS10で、加速処理部16の加速処理により速度指令出力が、その速度指令出力に速度増分2を加算(速度指令出力+速度増分2)したものに切換えられて速度増分(加速度)は速度増分2の大きさに制限される。前記ステップS9で速度指令入力が速度指令出力に速度増分2を加算したものよりより小さいと判断されると(ステップS9のNo)、ステップS11で、加速度制限は行われずに速度指令入力がそのまま速度指令出力となる。   If it is determined in step S5 that the speed command output is greater than or equal to the speed command output in the second-stage acceleration region, it is determined that the second-stage acceleration region is present. The original size is added. If it is determined in step S9 that the speed command input is greater than the speed command output plus speed increment 2 (speed command input> speed command output + speed increment 2) (Yes in step S9), in step S10, The speed command output is switched to the speed command output by adding the speed increment 2 to the speed command output (speed command output + speed increment 2) by the acceleration processing of the acceleration processing unit 16, and the speed increment (acceleration) is the magnitude of the speed increment 2. Limited to If it is determined in step S9 that the speed command input is smaller than the speed command output plus the speed increment 2 (No in step S9), in step S11, the acceleration command is not limited and the speed command input remains as it is. Command output.

前記ステップS1の加速状態であるか否かの判断において、加速状態以外と判断されたときは(ステップS1のNo)、ステップS12で減速状態であるか否かが判断される。減速状態の判断は、前回速度指令入力と現在速度指令入力の差(前回速度指令入力−現在速度指令入力)が負の場合に減速状態と判断される。減速状態と判断されると(ステップS12のYes)、コントローラ11におけるスイッチa5、a6がオンに転じるとともに、ステップS13で速度指令入力と現在速度との大・小が比較され、速度指令入力が現在速度よりも小さい(速度指令入力<現在速度)と(ステップS13のYes)、さらにステップS14で、その現在速度と速度指令出力との大・小が比較される。 If it is determined in step S1 that the vehicle is in the accelerated state (NO in step S1), it is determined in step S12 whether the vehicle is in the decelerated state. The determination of the deceleration state is determined as the deceleration state when the difference between the previous speed command input and the current speed command input (previous speed command input−current speed command input) is negative. If it is determined that the deceleration state (Yes in step S12), the the switch a 5, a 6 turns to ON in the controller 11, the large and small between the speed command input and the current speed in step S13 is compared, the speed command input Is smaller than the current speed (speed command input <current speed) (Yes in step S13), and in step S14, the current speed and the speed command output are compared in magnitude.

ステップS14で現在速度が速度指令出力よりも小さい(現在速度<速度指令出力)と(ステップS14のYes)、ステップS15で速度指令出力初期値が現在速度とされ、ステップS16で、その速度指令出力が2段目減速領域の速度指令出力以下であるか否か(速度指令出力≦2段目減速領域)の判断が行われる。また、前記ステップS13で速度指令入力が現在速度よりも大きいか又は等しい場合(速度指令入力≧現在速度)(ステップS13のNo)、及び前記ステップS14で現在速度が速度指令出力よりも大きいか又は等しい場合(現在速度≧速度指令出力)(ステップS14のNo)にもステップS16で、その速度指令出力が2段目減速領域の速度指令出力以下であるか否かの判断が行われる。   If the current speed is smaller than the speed command output in step S14 (current speed <speed command output) (Yes in step S14), the speed command output initial value is set to the current speed in step S15, and the speed command output is set in step S16. Is determined to be less than or equal to the speed command output in the second-stage deceleration area (speed command output ≦ second-stage deceleration area). If the speed command input is greater than or equal to the current speed in step S13 (speed command input ≧ current speed) (No in step S13), and if the current speed is greater than the speed command output in step S14, or If they are equal (current speed ≧ speed command output) (No in step S14), it is determined in step S16 whether or not the speed command output is equal to or lower than the speed command output in the second-stage deceleration region.

ステップS16の判断で、速度指令出力が2段目減速領域の速度指令出力以上(速度指令出力≧2段目減速領域)の場合は2段目減速領域であると判断され、ステップS17で速度指令入力と速度指令出力から速度増分4を減算したもとの大・小が判断される。このステップS17で速度指令入力が速度指令出力から速度増分4を減算したものより小さい(速度指令入力<速度指令出力−速度増分4)と判断されると(ステップS17のYes)、ステップS18で、減速処理部18の減速処理により速度指令出力が、その速度指令出力から速度増分4を減算(速度指令出力−速度増分4)したものに切換えられて速度増分(加速度)は速度増分4の大きさに制限される。前記ステップS17で速度指令入力が速度指令出力から速度増分4を減算したものよりより大きいと判断されると(ステップS17のNo)、ステップS19で加速度制限は行われずに速度指令入力がそのまま速度指令出力となる。   If it is determined in step S16 that the speed command output is equal to or greater than the speed command output in the second-stage deceleration area (speed command output ≧ second-stage deceleration area), it is determined that the second-stage deceleration area is detected. In step S17, the speed command output is determined. The original size is determined by subtracting the speed increment 4 from the input and speed command output. If it is determined in step S17 that the speed command input is smaller than the speed command output minus the speed increment 4 (speed command input <speed command output-speed increment 4) (Yes in step S17), in step S18, The speed command output is switched to the speed command output obtained by subtracting the speed increment 4 from the speed command output (speed command output-speed increment 4) by the deceleration process of the deceleration processing unit 18, and the speed increment (acceleration) is the magnitude of the speed increment 4. Limited to If it is determined in step S17 that the speed command input is larger than the value obtained by subtracting the speed increment 4 from the speed command output (No in step S17), the acceleration command is not limited in step S19 and the speed command input remains as it is. Output.

また、ステップS16の判断で、速度指令出力が2段目減速領域の速度指令出力以下(速度指令出力≦2段目減速領域)の場合は1段目減速領域であると判断され、ステップS20で速度指令入力と速度指令出力から速度増分3を減算したものとの大・小が判断される。このステップS20で速度指令入力が速度指令出力から速度増分3を減算したものより小さい(速度指令入力<速度指令出力−速度増分3)と判断されると(ステップS20のYes)、ステップS21で、減速処理部18の減速処理により速度指令出力が、その速度指令出力から速度増分3を減算(速度指令出力−速度増分3)したものに切換えられて速度増分(加速度)は速度増分3の大きさに制限される。前記ステップS20で速度指令入力が速度指令出力から速度増分3を減算したものより大きいと判断されると(ステップS20のNo)、ステップS22で加速度制限は行われずに速度指令入力がそのまま速度指令出力となる。   In step S16, if the speed command output is equal to or lower than the speed command output in the second-stage deceleration area (speed command output ≦ second-stage deceleration area), it is determined that the first-stage deceleration area is used, and in step S20. Whether the speed command input and the speed command output are obtained by subtracting the speed increment 3 is determined. If it is determined in step S20 that the speed command input is smaller than the speed command output minus the speed increment 3 (speed command input <speed command output-speed increment 3) (Yes in step S20), in step S21, The speed command output is switched to the speed command output obtained by subtracting the speed increment 3 from the speed command output (speed command output-speed increment 3) by the deceleration processing of the deceleration processing unit 18, and the speed increment (acceleration) is the magnitude of the speed increment 3. Limited to If it is determined in step S20 that the speed command input is greater than the speed command output minus the speed increment 3 (No in step S20), the speed command input is directly output without being limited in step S22. It becomes.

前記ステップS12の減速状態であるか否かの判断において、加減速無しと判断されたときは(ステップS12のNo)、コントローラ11におけるスイッチa9がオンに転じるとともにステップS23で速度指令入力がそのまま速度指令出力となる。 In the determination whether or not the deceleration state of the step S12, (No in step S12) When it is determined that there is no acceleration or deceleration, the speed command input in step S23 the switch a 9 turns ON in the controller 11 as it is Speed command output.

そして、上記のような速度指令出力における加速度制限の処理において、例えば加速度状態時の加速度が1段目減速領域の速度増分1から2段目減速領域の速度増分2(速度増分1<速度増分2)に切換るような場合に、ヒステリシスを持たせておくと、切換え時における速度増分2(加速度)の単位時間当りの変化量が小さく抑えられて加減速時のショック等が一層低減する。   In the acceleration limiting process in the speed command output as described above, for example, the acceleration in the acceleration state is changed from the speed increment 1 in the first-stage deceleration area to the speed increment 2 in the second-stage deceleration area (speed increment 1 <speed increment 2). When switching to (), if hysteresis is provided, the amount of change per unit time of the speed increment 2 (acceleration) at the time of switching is suppressed to be small, and the shock during acceleration / deceleration is further reduced.

上述したように、本実施例に係る建設機械の旋回制御装置においては、加速度制限を多段階に切換えるようにしたことで、加減速時のショックが低減し、キャブの振動が抑えられて乗り心地が良好になるとともに旋回機構の耐用寿命を高めることができる。また旋回動作が過度に遅くなるのが防止されて作業効率の低下を抑えることができる。   As described above, in the turning control device for a construction machine according to the present embodiment, the acceleration limitation is switched in multiple stages, so that the shock during acceleration / deceleration is reduced, the vibration of the cab is suppressed, and the ride comfort is reduced. As a result, the service life of the turning mechanism can be increased. Moreover, it is possible to prevent the turning operation from being excessively slow, and to suppress a reduction in work efficiency.

減速始めには加速度の絶対値を小さくし途中で加速度を大きくするように切換えることで旋回の流れを少なくすることができるとともに停止寸前では加速度を絶対値の小さな値にすることで停止のショックと揺れ戻しが大きくなるのを解消することができる。   By switching to reduce the absolute value of acceleration at the beginning of deceleration and increasing the acceleration in the middle, the flow of turning can be reduced, and at the moment of stopping, the acceleration is reduced to a small absolute value to reduce the shock of stopping. It is possible to eliminate the increase of shaking back.

加速度制限の切換えにヒステリシスを持たせたことで切換え時における加速度の単位時間当りの変化量を小さく抑えることができて加減速時のショック等を一層低減することができる。   By providing hysteresis for switching the acceleration limit, the amount of change in acceleration per unit time at the time of switching can be kept small, and shocks during acceleration / deceleration can be further reduced.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。   The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

起動時のバックラッシュによるショックを小さくするとともに旋回機構の耐用寿命を高め、さらには作業効率の低下を抑えることが不可欠な電動モータ駆動の旋回機構を備えた建設機械に広く適用することが可能である。   It can be widely applied to construction machines equipped with an electric motor-driven turning mechanism that is essential to reduce the shock due to backlash at startup, increase the useful life of the turning mechanism, and to suppress the reduction in work efficiency. is there.

11 コントローラ(制御手段)
12 操作レバー
13 入力ポート
14 出力ポート
15A 加速処理系
15B 減速処理系
15C 加減速無し系
16 加速処理部
17 速度増分入力線
18 減速処理部
19 速度増分入力線
11 Controller (control means)
12 Operation lever 13 Input port 14 Output port 15A Acceleration processing system 15B Deceleration processing system 15C No acceleration / deceleration system 16 Acceleration processing unit 17 Speed increment input line 18 Deceleration processing unit 19 Speed increment input line

Claims (4)

キャブが搭載された旋回体の旋回を電動モータで速度制御を行うようにしたショベルの旋回制御装置において、
前記旋回の電動モータでの速度指令は、オペレータが操作する操作レバーの操作量に応じて生成された旋回の速度指令によって行制御手段を有するとともに、
前記制御手段は、
加速状態時に複数の速度増加分から前記速度指令に対応する速度増分を選択して多段に切換える加速処理系と、減速状態時に複数の速度増加分から前記速度指令に対応する速度増分を選択して多段に切換える減速処理系とを内蔵し、
前記選択された速度増分が、前記速度増分に加算、若しくは、減算されて速度指令出力を出力するショベルの旋回制御装置。
In the excavator turning control device in which the speed of the turning of the turning body mounted with the cab is controlled by an electric motor,
The speed command of the electric motor of the turning, and having a control unit intends row by the speed command of the turning generated in response to the operation amount of the operating lever operated by an operator,
The control means includes
An acceleration processing system that selects a speed increment corresponding to the speed command from a plurality of speed increments in an acceleration state and switches to multiple stages, and a speed increment corresponding to the speed command from a plurality of speed increments in a deceleration state Built-in deceleration processing system to switch,
A shovel turning control device that outputs a speed command output by adding or subtracting the selected speed increment to or from the speed increment .
上記速度指令における加速度の制限は、上記制御手段からの速度指令出力によって切換えるようにしたことを特徴とする請求項1記載のショベルの旋回制御装置。   2. The excavator turning control device according to claim 1, wherein the acceleration limitation in the speed command is switched by a speed command output from the control means. 上記速度指令における加速度の制限は、上記旋回体の旋回実速度によって切換えるようにしたことを特徴とする請求項1記載のショベルの旋回制御装置。   2. The excavator turning control device according to claim 1, wherein the acceleration limit in the speed command is switched according to the actual turning speed of the turning body. 上記速度指令における加速度の制限の切換えに、ヒステリシスを持たせたことを特徴とする請求項1,2又は3記載のショベルの旋回制御装置。   4. The excavator turning control device according to claim 1, wherein hysteresis is provided for switching acceleration limitation in the speed command.
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