专利名称：旋转控制装置以及建设机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过电动马达而旋转的旋转体的旋转控制装置以及建设机械。
背景技术：
近年来，开发了一种通过电动马达驱动旋转体，并通过液压执行元件驱动其他作业设备与行驶体的混合驱动型电动旋转挖掘机(例如参照专利文献1)。
在这种电动旋转挖掘机中，由于通过电动马达进行旋转体的旋转动作，所以，即使与被液压驱动的悬臂(boom)和旋臂(arm)的上升动作同时使旋转体旋转，旋转体的动作也不会对悬臂与旋臂的上升动作造成影响。因此，与对旋转体也进行液压驱动的情况相比，可以减少控制阀等的损耗，使得能量效率良好。
专利文献1特开2001-11897号公报然而，由于在电动旋转挖掘机中，旋转体的动作不会对作业设备的动作造成影响，所以，有时从液压驱动的挖掘机换乘的操作人员会相应地对旋转体的动作产生不适应感。
例如在液压驱动的情况下，如果一边使旋转体旋转一边降低悬臂，并延伸旋臂来改变姿势，则由于旋转体整体的惯性力矩增大，所以，旋转体的旋转速度变慢，但如果通过电动马达驱动旋转体，则与惯性力矩的变化无关，旋转体会以与旋转杆的操作量对应的旋转速度进行旋转。
因此可以认为通过在旋转控制旋转体的基础上，将用于驱动电动马达的转矩指令值抑制得较小，由此可以有意地使这样的惯性力矩的变化对旋转速度造成影响，但这种作法会产生通常操作时的响应延迟等、有损操作感与作业性的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在受到伴随着姿势变化等的干扰时，可以根据该干扰使旋转体的旋转速度变化，并且还能够良好地维持通常操作时的操作感与作业性的旋转体的旋转控制装置以及建设机械。
这里的干扰是指通过杆输入而有意地改变电动马达的旋转速度之外，使电动马达的旋转速度变化的作用。例如，在电动旋转挖掘机的情况下，其相当于伴随着悬臂与旋臂的动作，即姿势变化的绕旋转轴的惯性力矩的变化而引起的惯性负载的变化；作业设备与障碍物接触引起的反作用力；在倾斜面作业时向重力方向的力等。
本发明的旋转控制装置，用于控制通过电动马达而旋转的旋转体，其特征在于，进行如下控制为了使所述旋转体以规定的目标速度旋转而生成的速度指令值大致一定，且使所述速度指令值变化时根据所述速度指令值生成的第二转矩指令值的绝对值，大于所述旋转体的实际速度变化时根据所述速度指令值生成的第一转矩指令值的绝对值。
另外，旋转体的实际速度变化时是指，除了干扰引起的影响之外，还包括因旋转体的响应延迟而使得旋转体的实际速度发生变化的情况。
根据本发明，例如以称作电动旋转挖掘机的建设机械为例，在设速度指令值大致一定、以恒速使旋转体旋转的状态下，旋转控制装置以小的第一转矩指令值旋转控制旋转体。因此，如果通过使悬臂与旋臂伸缩而作用旋转体整体的惯性力矩发生变化那样的干扰，则该惯性力矩的变化会对旋转体的旋转速度造成影响，旋转速度根据悬臂与旋臂的伸缩而变化，从而能够以和液压驱动时同样的感觉进行旋转操作。
另一方面，在通过操作旋转杆等使速度指令值变化的通常操作时，由于以大的第二转矩指令值旋转控制旋转体，所以，不仅能够得到顺畅良好的操作感，而且不必担心有损作业性。
本发明的旋转控制装置，用于控制通过电动马达而旋转的旋转体，优选进行如下控制判定在所述旋转体上是否作用有干扰，在作用有干扰时，以第一转矩指令值驱动所述电动马达，在未作用干扰时，以绝对值大于所述第一转矩指令值的绝对值的第二转矩指令值驱动所述电动马达。
根据本发明，根据来自作业设备的操作杆等的信号，判断通过使悬臂与旋臂伸缩是否对旋转体作用有干扰。因此，当在基于旋转杆的旋转操作中操作杆等被操作时，检测出该动作，判断为对旋转体作用有干扰，以小的第一转矩指令值旋转控制旋转体。因此，旋转速度依然根据悬臂与旋臂的伸缩而变化，能够以和液压驱动时同样的感觉进行旋转操作。
而且，在只进行基于旋转杆的旋转操作，而在旋转中对悬臂与旋臂不进行任何操作时，也可以根据来自作业设备的操作杆等的信号进行判断，所以，在这样的情况下，以大的第二转矩指令值旋转控制旋转体，不仅能够与上述同样地得到顺畅良好的操作感，而且不必担心有损作业性。
本发明的旋转控制装置，优选在所述速度指令值的变化率的绝对值大于规定值时，以所述第二转矩指令值驱动所述电动马达，在所述速度指令值的变化率的绝对值在规定值以下时，以所述第一转矩指令值驱动所述电动马达。
这里，速度指令值的变化率是可通过对速度指令值进行微分而算出的值。而且，作为速度指令值除了用于驱动旋转体的速度指令值之外，还可以是用于使设置于旋转体的作业设备等动作的速度指令值。
根据本发明，由于第一、第二转矩指令值的切换可通过速度指令值变化率的绝对值的比较而进行，所以，例如在进行用于生成速度指令值的杆操作、或进行了紧急操作的情况下，速度指令值变化率的绝对值变得大于规定值，输出大的第二转矩指令值，因此，对于这样的紧急操作旋转体的动作也会响应良好地进行反应。
相反，在仅微小地进行了杆操作的情况下，由于速度指令值变化率的绝对值变成规定值以下，所以，旋转体依然基于小的第一转矩指令值以缓慢的响应旋转。即，小的第一转矩指令值的控制区域增加。
本发明的建设机械的特征在于，具备通过电动马达而旋转的旋转体、和用于控制该旋转体的所述本发明的旋转控制装置。
根据本发明，如上所述，不仅可以使旋转体的旋转速度根据干扰而变化，而且还能够良好地维持通常操作时的操作感和作业性。
图1是表示本发明第一实施方式所涉及的建设机械的俯视图。
图2是表示上述第一实施方式的建设机械的整体构成的图。
图3是用于说明上述第一实施方式的旋转控制装置的图。
图4是用于说明上述第一实施方式的旋转控制方法的图。
图5是用于说明上述第一实施方式的旋转控制装置的其他图。
图6是用于说明上述第一实施方式中的转矩指令值计算方法的流程图。
图7是用于说明第二实施方式的旋转控制装置的图。
图8是用于说明第三实施方式的旋转控制装置的图。
图9是用于说明上述第三实施方式的旋转控制装置的其他图。
图10是用于说明第四实施方式的旋转控制装置的图。
图11是用于说明上述第四实施方式的旋转控制装置的其他图。
图12是用于说明第五实施方式的旋转控制装置的图。
图13是用于说明第六实施方式的旋转控制装置的图。
图14是用于说明上述第六实施方式的旋转控制装置的其他图。
图中1-作为建设机械的电动旋转挖掘机，4-旋转体，5-电动马达，50-旋转控制装置，51-(第一)速度指令值生成机构，52-加速度指令值运算机构，53-FF转矩指令值生成机构，54-转矩指令值生成机构，55-第二速度指令值生成机构，56-作业设备速度指令值生成机构，57-加速度指令值比较判定机构，58-速度指令值比较判定机构，541-开关，K1-速度增益，K2-速度增益。
具体实施例方式
(第一实施方式)[1-1]整体构成下面，根据附图对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式所涉及的电动旋转挖掘机(建设机械)1的俯视图，图2是表示电动旋转挖掘机1的整体构成的图。
图1中，电动旋转挖掘机1具备在构成下部行驶体2的轨道框架(trackframe)上经由摆动盘(swing circle)3而设置的旋转体4，该旋转体4通过经由摆动盘3以及未图示的摆动设备(swing machinery)(减速器)而啮合的电动马达5旋转驱动。电动马达5的电力源是搭载于旋转体4的发电机16(参照图2)，该发电机由发动机15(参照图2)驱动。
如图2所示，在旋转体4上设置有通过液压缸6A、7A、8A而动作的悬臂6、旋臂7及铲斗8，由这些部分构成了作业设备9。各液压缸6A、7A、8A的液压源是被发动机15驱动的液压泵13。因此，电动旋转挖掘机1是具备液压驱动的作业设备9和电驱动的旋转体4的混合驱动建设机械。其中，作为本发明的建设机械，也可以是由电动马达驱动作业设备的液压源即液压泵的电驱动式建设机械，该情况下，对各电动马达输入的电力通过电源电缆从外部的商用电源等供给。
另外，在图2中，电动旋转挖掘机1除了上述构成之外，还具备旋转杆10、作业设备杆11、控制器12以及液压控制阀14。
从旋转杆10和作业设备杆11向控制器12输出与倾倒角度对应的杆信号。控制器12根据作业设备杆11的杆信号的值，对液压泵13和驱动上述各液压缸6A、7A、8A的液压控制阀14发出指令，由此来控制作业设备9的驱动。而且，控制器12会根据需要对发动机15发出用于调节发动机转速的指令、对发电机16发出用于调节发电量的指令。
并且，控制器12通过控制电动马达5的转矩输出，来控制旋转体4的旋转动作。为此，控制器12具备旋转控制装置50，旋转控制装置50根据旋转杆10的杆信号值和由未图示的转速传感器检测到的电动马达5的实际速度Vact(参照图3)，生成相对于电动马达5的最终转矩指令值。该转矩指令值被输出到未图示的变换器，变换器将该转矩指令值变换成电流值和电压值，按照以目标速度驱动电动马达5的方式进行控制。
旋转控制装置50的控制构造接着，对旋转控制装置50的控制构造进行说明。
本实施方式中的旋转控制装置50如图3所示，具备速度指令值生成机构51、加速度指令值运算机构52、FF(feedforward)转矩指令值生成机构53以及转矩指令值生成机构54。
速度指令值生成机构51根据旋转杆10的杆信号值，生成相对于电动马达5的速度指令值Vo(t)。具体而言，速度指令值生成机构51生成与杆信号值对应的杆指令速度值，并对该杆指令速度值进行过滤处理或限制变化量，生成速度指令值Vo(t)。另外，在本实施方式中，杆信号值与杆指令速度值存在比例关系。
加速度指令值运算机构52根据由速度指令值生成机构51生成的速度指令值Vo(t)，运算加速度指令值G(t)。加速度指令值运算机构52具有对速度指令值Vo(t)进行微分的功能，通过该微分计算出加速度指令值G(t)，并输出给FF转矩指令值生成机构53。
FF转矩指令值生成机构53通过将预先设定的规定值的惯性力矩I与所输入的加速度指令值G(t)相乘，生成FF转矩指令值Tff。即，FF转矩指令值Tff是根据基于旋转杆10的杆信号值的速度指令值Vo(t)的变化，而预想求出认为使旋转体4加速所需要的转矩的值，基本上不是基于干扰的影响而变动的值。另外，FF转矩指令值生成机构55还具有判定加速度指令值G(t)的绝对值是否大于规定值的功能，在FF转矩指令值Tff的生成之际也考虑该判定结果。
转矩指令值生成机构54根据由速度指令值生成机构51生成的速度指令值Vo(t)、从电动马达5反馈的实际速度Vact以及由FF转矩指令值生成机构53生成的FF转矩指令值Tff，生成最终的转矩指令值。此时，转矩指令值生成机构54进行以下的两个处理。
作为第一处理，转矩指令值生成机构54将速度增益K1与速度指令值Vo(t)和实际速度Vact的偏差相乘，生成第一转矩指令值T1。另外，速度增益K1远远小于现有电动旋转挖掘机所使用的值，被设定成旋转体4的动作容易被干扰等影响。
作为第二处理，转矩指令值生成机构54将由FF转矩指令值生成机构53生成的FF转矩指令值Tff与第一转矩指令值T1相加，生成第二转矩指令值T2。因此，第二转矩指令值T2的绝对值大于第一转矩指令值T1的绝对值。在后述其他的实施方式中也同样。
这里，如图4所示，如果为了以一定速度使旋转体4旋转而将旋转杆10的操作量维持为一定(t2)，则速度指令值Vo(t)为一定。该情况下，由于由加速度指令值运算机构52算出的加速度指令值G(t)为“0(zero)”，所以，FF转矩指令值Tff也为“0”，第一转矩指令值T1不被加上任何值。因此，在这种恒速旋转时，如图3所示，只有小的第一转矩指令值T1作为最终的转矩指令值而被输出，由此使得电动马达5被驱动，旋转体4被旋转控制。
回到图4，在旋转体4如此恒速旋转的期间，如果悬臂6与旋臂7动作(参照图1)，则电动旋转挖掘机1的姿势变化，包括这些悬臂6以及旋臂7的旋转体4的惯性力矩发生变化。而且，由于旋转体4以小的第一转矩指令值T1旋转，所以，容易受到惯性力矩的变化等干扰的影响。例如，如果一边恒速旋转一边降低悬臂6或延伸旋臂7，则由于惯性力矩增大，所以，旋转体4受到该影响而降低速度(t3)。相反，如果升高悬臂6、缩短旋臂7，则惯性力矩减小、速度增加。
另一方面，在推动旋转杆10进行加速(t1)、或返回到空挡位置进行减速、停止的情况下，速度指令值Vo(t)根据旋转杆10的操作量而变化，生成基于该变化量的加速度指令值G(t)。然后，生成与该加速度指令值G(t)对应的FF转矩指令值Tff，并与第一转矩指令值T1相加，生成大的第二转矩指令值T2。该情况下，如图5所示，由于该第二转矩指令值T2作为最终的转矩指令值而被输出，所以，在旋转杆10的操作时，根据此时的速度指令值Vo(t)，以使旋转体4旋转所需足够大的转矩指令值驱动控制电动马达5。
旋转控制装置50中的转矩指令值的生成流程接着，根据图6对第一转矩指令值T1及第二转矩指令值T2的生成流程进行说明。
在旋转控制装置50读入杆信号值之后(ST1)，速度指令值生成机构51根据该杆信号值生成速度指令值Vo(t)(ST2)。
然后，加速度指令值运算机构52对该速度指令值Vo(t)进行微分，算出加速度指令值G(t)(ST3)。
FF转矩指令值生成机构53使用该加速度指令值G(t)和惯性力矩I，生成FF转矩指令值Tff。此时，FF转矩指令值生成机构53首先进行加速度指令值G(t)的绝对值大小的判定(ST4)。在加速度指令值G(t)的绝对值大于规定值时，将加速度指令值G(t)的值原样地与惯性力矩I相乘，计算出FF转矩指令值Tff(ST5)，在加速度指令值G(t)的绝对值在规定值以下时，将FF转矩指令值Tff设定为0(ST6)。
另一方面，转矩指令值生成机构54将速度增益K1与速度指令值Vo(t)和实际速度Vact的偏差相乘，生成第一转矩指令值T1(ST7)。然后，转矩指令值生成机构54将由FF转矩指令值生成机构53生成的FF转矩指令值Tff与第一转矩指令值T1相加，生成第二转矩指令值T2(ST8)。
本实施方式的效果根据这样的本实施方式，具有以下的效果。
即，由于电动旋转挖掘机1的旋转控制装置50，生成包括使用小的速度增益K1而算出的第一转矩指令值T1的最终转矩指令值，所以，例如在设速度指令值Vo(t)一定、使旋转体4恒速旋转的情况下，如果作用了使旋转体4整体的惯性力矩发生变化那样的干扰，则该惯性力矩的变化会对旋转体4的旋转速度造成影响，能够根据悬臂6与旋臂7的伸缩使旋转速度变化。由此，能够以和液压驱动时同样的感觉进行旋转操作。
与之相对，在通过操作旋转杆10使速度指令值Vo(t)变化来进行加速时，由于以大的第二转矩指令值T2旋转控制旋转体4，所以，加减速不会迟缓，能够得到灵敏的良好操作感，从而不需要担心有损作业性。
(第二实施方式)下面，根据图7对本发明第二实施方式的旋转控制装置50进行说明。
在上述的第一实施方式中，旋转控制装置50具备FF转矩指令值生成机构53。而且，转矩指令值生成机构54通过对第一转矩指令值T1加上FF转矩指令值Tff而生成第二转矩指令值，并将第一转矩指令值T1或第二转矩指令值T2作为最终的转矩指令值。
与之相对，在本实施方式的旋转控制装置50中，和第一实施方式最大的不同点在于替代FF转矩指令值生成机构53而具备加速度指令值比较判定机构57，转矩指令值生成机构54根据其比较结果，在第一转矩指令值T1和第二转矩指令值T2之间切换最终的转矩指令值。
具体而言，在本实施方式中，加速度指令值比较判定机构57将加速度指令值G(t)的绝对值与预先设定的规定值进行比较。
转矩指令值生成机构54将值小的速度增益K1与速度指令值Vo(t)和实际速度Vact的偏差相乘，生成第一转矩指令值T1。而且，与第一转矩指令值T1独立地将值大的速度增益K2与所述偏差相乘，生成第二转矩指令值T2。另外，作为控制原则与第一实施方式同样，是根据速度指令值和实际速度的偏差输出转矩指令值的速度控制，即P控制。
这里，在以大致一定速度使旋转体4旋转的情况下，由于速度指令值Vo(t)的变化率小，加速度指令值G(t)也变小，所以，加速度指令值比较判定机构57判定加速度指令值G(t)在规定值以下。然后，转矩指令值生成机构54根据加速度指令值比较判定机构57的判定结果，将开关541切换到“N”侧，将小的第一转矩指令值T1作为最终的转矩指令值输出到变换器。
另一方面，当旋转体4以某一程度加速时，由于速度指令值Vo(t)的变化率大，加速度指令值比较判定机构57判定加速度指令值G(t)超过规定值，所以，转矩指令值生成机构54将开关541切换到“Y”侧。即，转矩指令值生成机构54将大的第二转矩指令值T2作为最终的转矩指令值输出到变换器。
根据本实施方式，在将速度指令值Vo(t)设为大致一定、使旋转体4恒速旋转的情况下，由于旋转控制装置50以通过小的速度增益K1生成的第一转矩指令值T1旋转控制旋转体4，所以，如果作用使悬臂6与旋臂7伸缩而致使旋转体4整体的惯性力矩发生变化那样的干扰，则惯性力矩的变化还是会对旋转体4的旋转速度造成影响，可以根据悬臂6与旋臂7的伸缩使旋转速度变化。
与之相对，在通过旋转杆10的操作而进行加速时，由于以根据大的速度增益K2生成的第二转矩指令值T2旋转控制旋转体4，所以，可以实现响应良好的操作。
并且，由于第一、第二转矩指令值T1、T2的切换，通过预先设定的规定值和加速度指令值G(t)的绝对值的比较而进行，所以，例如在一下子使旋转杆10倾倒时，加速度指令值G(t)的绝对值立即超过规定值，能够在动作开始时就以大的第二转矩指令值旋转。因此，能够使旋转体4的旋转状态响应良好地追随旋转杆10的动作，从而能够可靠地实现急速旋转等。在一下子将旋转杆10返回到空挡那样的紧急停止的情况下也同样。
(第三实施方式)下面，根据图8和图9，对本发明第三实施方式所涉及的旋转控制装置50进行说明。
在上述的第一实施方式中具备FF转矩指令值生成机构53，在第二实施方式中具备加速度指令值比较判定机构57，根据加速度指令值G(t)进行转矩指令值的生成或切换。
与之相对，本实施方式与第一实施方式最大的不同点在于，根据加速度指令值G(t)变更速度指令值Vo(t)。而且，本实施方式中的速度增益K1是与第一实施方式同样小的值。
因此，本实施方式的旋转控制装置50如图8所示，除了具备与第一实施方式的速度指令值生成机构同样的第一速度指令值生成机构51之外，还具备第二速度指令值生成机构55。第二速度指令值生成机构55根据由加速度指令值运算机构52运算出的加速度指令值G(t)，并通过规定的算法生成第二速度指令值Vo2(t)。
这里，在通过旋转杆10的操作使旋转体4加速时，由于加速度指令值G(t)(包括减速时的负加速指令值)中产生值，所以，第二速度指令值Vo2(t)也具有值。而且，该第二速度指令值Vo2(t)与第一速度指令值Vo1(t)相加生成速度指令值Vo(t)，由此，生成基于该加法运算后的速度指令值Vo(t)的大的第二转矩指令值T2。
另外，如图9所示，在不进行加速的恒速旋转时，由于不生成加速度指令值G(t)，所以，生成仅基于第一速度指令值Vo1(t)的小的第一转矩指令值T1。
在本实施方式中，虽然构成不同，但也能够得到与第一实施方式大致同样的效果。
(第四实施方式)下面，根据图10和图11，对本发明第四实施方式所涉及的旋转控制装置50进行说明。
在上述的第一实施方式中，根据来自旋转杆10的杆信号通过加速度指令值G(t)生成了FF转矩指令值Tff。而且，在转矩指令值生成机构54中使用了值小的速度增益K1。
与之相对，本实施方式与第一实施方式最大的不同点在于，根据来自作业设备杆11(例如图1所示的悬臂6操作用)的杆信号并通过作业设备速度指令值Vwo(t)生成FF转矩指令值Tff、和在转矩指令值生成机构54中只使用大的速度增益K2。
因此，本实施方式的旋转控制装置50如图10所示，具备作业设备速度指令值生成机构56。作业设备速度指令值生成机构56根据来自作业设备杆11的杆信号生成作业设备速度指令值Vwo(t)，并输出给FF转矩指令值生成机构53。其中，作业设备速度指令值Vwo(t)是输出到使悬臂6与旋臂7工作的液压缸等执行元件侧的信号。
而且，本实施方式的转矩指令值生成机构54将大的速度增益K2与由速度指令值生成机构51生成的速度指令值Vo(t)和实际速度Vact的偏差相乘，生成第二转矩指令值T2。
在这样的实施方式中，当作业设备杆11被操作、使得悬臂6等动作，惯性力矩变化，将此作为干扰作用于旋转体4(图1)时，根据来自作业设备杆11侧的作业设备速度指令值Vwo(t)生成FF转矩指令值Tff，从第二转矩指令值T2减去FF转矩指令值Tff生成小的第一转矩指令值T1。然后，该第一转矩指令值T1作为最终的转矩指令值被输出到变换器。即，由小的第一转矩指令值T1驱动电动马达5(图1)，惯性力矩的变化对旋转体4(图1)的动作造成影响。
与之相对，在不操作作业设备杆11不使惯性力矩变化，从而不作用干扰的状态下，不生成来自作业设备杆11侧的作业设备速度指令值Vwo(t)，同时也不生成FF转矩指令值Tff。因此，如图11所示，不从第二转矩指令值T2减去任何值，大的第二转矩指令值T2原样地作为最终的转矩指令值被输出到变换器。即，通过利用大的第二转矩指令值T2驱动电动马达5，可以实现旋转体4的响应良好的旋转。
因此，虽然构成不同，但在本实施方式中，也能够根据干扰使旋转体的旋转速度变化，而且还可以在通常操作时良好地维持操作感与作业性，从而可以达到本发明的目的。
(第五实施方式)下面，根据图12，对本发明第五实施方式所涉及的旋转控制装置50进行说明。
在上述的第二实施方式中，加速度指令值运算机构52根据基于来自旋转杆10的杆信号生成的速度指令值Vo(t)算出加速度指令值G(t)，加速度指令值比较判定机构57判定加速度指令值G(t)绝对值的大小，在第一转矩指令值T1和第二转矩指令值T2之间切换最终的转矩指令值。
与之相对，本实施方式中如图12所示，与第二实施方式的不同点在于，对根据来自作业设备杆11的杆信号而生成的作业设备速度指令值Vwo(t)的绝对值大小进行判定，在各转矩指令值T1、T2之间切换。
因此，本实施方式的旋转控制装置50具备作业设备速度指令值生成机构56和速度指令值比较判定机构58。其他的构成与第二实施方式大致相同。
作业设备速度指令值生成机构56根据来自作业设备杆11的杆信号生成作业设备速度指令值Vwo(t)，速度指令值比较判定机构58判定作业设备速度指令值Vwo(t)绝对值的大小。
而且，本实施方式的转矩指令值生成机构54根据速度指令值比较判定机构58的判定结果，切换开关541。
即，在不使作业设备9动作、由速度指令值比较判定机构58判定来自作业设备杆11侧的作业设备速度指令值Vwo(t)的绝对值在规定值以下时，由于惯性力矩几乎不变化(由于几乎不作用干扰)，所以，开关541被切换至“Y”侧，基于速度增益K2生成的大的第二转矩指令值T2作为最终的转矩指令值而被输出。然后，通过该第二转矩指令值驱动电动马达5(图1)，来实现不受干扰影响的响应良好的旋转。
相反，在使作业设备9动作、由速度指令值比较判定机构58判定来自作业设备杆11侧的作业设备速度指令值Vwo(t)的绝对值超过了规定值时，由于惯性力矩大幅变化(由于干扰强烈作用)，所以开关541被切换至“N”侧，基于速度增益K1生成的小的第一转矩指令值T1作为最终的转矩指令值而被输出。由此，旋转速度根据干扰而变化。
在本实施方式中虽然构成不同，但也可以实现本发明的目的。而且，具有以下的效果。
即，由于第一、第二转矩指令值T1、T2的切换，通过预先设定的规定值与来自作业设备杆11侧的作业设备速度指令值Vwo(t)的绝对值的比较而进行，所以，在使悬臂6与旋臂7稍微伸缩的程度下，该作业设备速度指令值Vwo(t)的绝对值在规定值以下，能够依然通过大的第二转矩指令值T2使旋转体4响应性良好地旋转。这种做法对一边旋转一边使悬臂6与旋臂7顺畅移动、将铲斗8的齿顶精确地对位到旋转方向的任意位置而言十分方便，在细微操作作业设备杆11的情况下特别有效(微调控制)。
(第六实施方式)下面，根据图13及图14，对本发明第六实施方式所涉及的旋转控制装置50进行说明。
在上述的第三实施方式中，根据基于来自旋转杆10的杆信号生成的速度指令值Vo(t)算出加速度指令值G(t)，并根据加速度指令值G(t)生成了第二速度指令值Vo2(t)。而且，在转矩指令值生成机构54中使用了值小的速度增益K1。
与之相对，本实施方式与第三实施方式最大的不同点在于，根据来自作业设备杆11侧的作业设备速度指令值Vwo(t)生成第二速度指令值Vo2(t)、和在转矩指令值生成机构54中使用大的速度增益K2。
本实施方式中，在不使作业设备9动作、惯性力矩不变化的情况下，不对第二速度指令值生成机构55输入具有值的作业设备速度指令值Vwo(t)，第二速度指令值Vo2(t)也不产生值。因此，不从第一速度指令值Vo1(t)减去任何值，基于大的速度增益K2生成大的第二转矩指令值T2。然后，该第二转矩指令值T2作为最终的转矩指令值而被输出，驱动电动马达5(图1)，实现不受干扰影响的响应良好的旋转。
相反，在使作业设备9动作、惯性力矩发生变化的情况下，根据来自作业设备杆11侧的具有值的作业设备速度指令值Vwo(t)生成第二速度指令值Vo2(t)，并从第一速度指令值Vo1(t)减去第二速度指令值Vo2(t)。因此，与使用大的速度增益K2无关，生成了小的第一转矩指令值T1，该第一转矩指令值T1作为最终的转矩指令值而被输出。由此，旋转速度根据干扰而变化。
在本实施方式中虽然构成不同，但也可以得到与第四实施方式同样的效果，从而可实现本发明的目的。
另外，用于实施本发明的最佳构成、方法等在上述记载中进行了公开，但本发明不限定于此。
在上述第四～第六实施方式中，本发明技术方案2所涉及的“作用于旋转体的干扰”是指使悬臂6与旋臂7伸缩时产生于旋转体4的惯性力矩的变化，但本发明不限定于此。
例如，在旋转体4旋转时，如果铲斗8等碰到大的岩石等，则由于其旋转受到阻碍会突然对电动马达5施加负载，所以，马达为了克服该外力会急速输出大的力，因此，会对操作人员施加大的冲击，这样的外力也包含于本发明的“作用于旋转体的干扰”。
而且，在该情况下，例如通过速度指令值与实际速度的偏差的大小等来判定是否作用有外力(干扰)，在判断为作用有外力时，通过小的第一转矩指令值驱动电动马达5。
从而，由于旋转体4的旋转容易受到外力影响，所以，可以通过旋转体4自身缓慢的旋转吸收外力作用时的冲击，来改善乘坐的感觉。
另外，本发明主要根据特定的实施方式特定的图示进行了说明，但在不脱离本发明技术思想及目的的范围中，本领域人员可以对上述实施方式中的形状、数量及其他的详细构成，施加各种变形。
因此，对上述所公开的形状、数量等进行了限定的记载只是便于理解本发明的实例记载，并不是限定本发明，因此，除去这些形状、数量等限定的一部分或全部限定的构件名称的记载也包含于本发明。
(工业上的可利用性)本发明可利用于通过电动马达旋转驱动旋转体时的控制装置。而且，作为搭载了这种控制装置的机械不限定于建设机械。并且，即使在建设机械的情况下，只要具有旋转体，并通过电动马达对其旋转驱动即可，所以，并不特别限定于挖掘机。
权利要求
1.一种旋转控制装置，其用于控制通过电动马达而旋转的旋转体，其特征在于，进行如下控制为了使所述旋转体以规定的目标速度旋转而生成的速度指令值大致一定，且使所述速度指令值变化时根据所述速度指令值生成的第二转矩指令值的绝对值，大于所述旋转体的实际速度变化时根据所述速度指令值生成的第一转矩指令值的绝对值。
2.一种旋转控制装置，其用于控制通过电动马达而旋转的旋转体，其特征在于，进行如下控制判定在所述旋转体上是否作用有干扰，在作用有干扰时，以第一转矩指令值驱动所述电动马达，在未作用干扰时，以绝对值大于所述第一转矩指令值的绝对值的第二转矩指令值驱动所述电动马达。
3.根据权利要求1或2所述的旋转控制装置，其特征在于，在所述速度指令值的变化率的绝对值大于规定值时，以所述第二转矩指令值驱动所述电动马达，在所述速度指令值的变化率的绝对值在规定值以下时，以所述第一转矩指令值驱动所述电动马达。
4.一种建设机械，其特征在于，具备通过电动马达而旋转的旋转体；和用于控制该旋转体的权利要求1～3中任一项所述的旋转控制装置。
全文摘要
一种电动旋转挖掘机的旋转控制装置(50)，当使旋转体恒速旋转时，以小的第一转矩指令值(T1)旋转控制旋转体。因此，如果因悬臂与旋臂的伸缩使得旋转体的惯性力矩发生变化，则该惯性力矩的变化会对旋转体的旋转速度产生影响，能够以和液压驱动时同样的感觉进行旋转操作。与之相对，在通过操作旋转杆(10)而进行加速时，以大的第二转矩指令(T2)进行旋转控制。因此，加减速不会迟缓，能够得到顺畅良好的操作感，且无需担心有损作业性。
文档编号H02P7/00GK101061279SQ20058003945
公开日2007年10月24日 申请日期2005年11月16日 优先权日2004年11月17日
发明者河口正, 森永淳 申请人:株式会社小松制作所