[发明专利]电动回转控制装置及回转用电动机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动设置在施工机械上的回转体的电动回转控制装置及回转用电动机的控制方法。

背景技术

挖土机等施工机械中为了使斗杆和动臂等工作机构一边回转一边进行工作而大多具有回转体（称为上部回转体）。为了回转驱动回转体而设置回转机构。作为回转机构的动力源，有时使用回转用电动机来代替液压马达。

回转机构的驱动控制中大多使用比例积分控制（PI控制：Proportional Integral Control）。在由PI控制进行的回转用电动机的控制中，对与回转体的回转速度相关的指令速度和实际回转速度之间的偏差进行积分而控制回转用电动机的转矩。此时，如果使以某一回转速度回转的回转体减速进而停止，则有时会在停止位置附近产生回转体摆动停止的现象。该摆动称为摆动返回。摆动返回的原因有很多种，其中之一是由上述的PI控制所引起的。

在回转速度成为零时的瞬间，回转用电动机的转矩不为零，而回转用电动机输出积分控制所涉及的转矩。若回转体的回转面设为水平面，则积分控制所涉及的转矩为与回转方向反方向的转矩。通过该转矩，回转体静止之后（速度成为零之后）向相反方向回转。如此积分控制所涉及的转矩也成为反方向转矩，回转被抑制而速度成为零，并且在相反方向上产生转矩。由此，回转体在停止位置附近一边摆动一边衰减振幅进而停止。该摆动就是摆动返回。

为了抑制上述摆动返回，提出有如下方案：在回转体的速度成为零的瞬间，将积分控制所涉及的转矩重置为零（例如，参考专利文献1）。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-150896号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

若在回转体的速度成为零的瞬间，将积分控制所涉及的转矩重置为零，则在回转体的回转面为水平时，具有抑制摆动返回的效果。然而，在回转体的回转面相对水平方向倾斜时，有可能产生如下问题。即，在如回转体的重心相对回转体的回转中心发生偏离的情况下，且如回转面倾斜时，有可能导致使回转体向相反方向回转的转矩变大而非抑制摆动返回的效果。

具体而言，回转体的回转面相对水平面倾斜，并且有时会停止回转体的重心沿斜面下降方向的回转。称这种条件的回转为“下降回转”。

在“下降回转”中，有可能导致在回转体停止之后马上再次因自身重量而回转。将回转体以沿斜面倾斜的状态停止时，需保持使回转用电动机的转矩留有一定程度的状态，以使回转体不会沿斜面下降。这是因为，若在回转体的速度成为零的瞬间将回转用电动机的转矩重置为零，则在产生用于维持回转体的停止的转矩（用于维持回转体的速度为零的转矩）为止的期间，防止回转体因自身重量而向下降方向回转的事态。

回转体的回转面相对水平面倾斜，并且与上述下降斜面回转相反，有时会停止回转体的重心沿斜面上升方向的回转。称这种条件的回转为“上升回转”。

在“上升回转”中，当以比较大的减速度停止时，回转用电动机在回转体停止之前产生的积分控制转矩成为与回转方向相反方向的转矩。因此，通过在回转体停止的瞬间将该转矩重置为零，能够迅速产生相反方向的转矩（维持回转体的停止的方向的转矩）。

另一方面，在“上升回转”中，当比较缓慢地减速而停止时，回转用电动机在回转体停止之前产生的积分控制转矩已经成为与用于维持回转体为停止状态的转矩相同方向的转矩。因此，若在回转体停止的瞬间将该转矩重置为零，则有可能导致助长再次产生转矩为止期间的回转体的下降方向的回转。

因此，希望开发出解决了上述问题的电动回转控制装置及回转用电动机的控制方法。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的一实施方式，提供一种电动回转控制装置，其中，具有驱动使上部回转体相对下部行走体回转的回转机构的回转用电动机，以及驱动控制该回转用电动机的控制装置，该控制装置基于该上部回转体减速而使得回转速度成为零时的该回转用电动机的输出大小或输出方向，即使该上部回转体的回转速度成为零后，仍持续该回转用电动机的输出。

并且，提供一种驱动使上部回转体相对下部行走体回转的回转机构的回转用电动机的控制方法，其中，将该回转用电动机向一个方向旋转驱动而使该上部回转体相对所述下部行走体回转，将该回转用电动机向反方向旋转驱动而使该上部回转体减速，基于该上部回转体减速使得回转速度成为零时的该回转用电动机的输出大小或输出方向，即使该上部回转体的回转速度成为零后，仍持续该回转用电动机的输出。