特許 7472761 旋回制御装置及び作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】旋回制御装置及び作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20240416BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 M

E02F9/20 D

E02F9/20 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020191635

(22)【出願日】2020-11-18

(65)【公開番号】P2022080513

(43)【公開日】2022-05-30

【審査請求日】2023-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100118049

【弁理士】

【氏名又は名称】西谷 浩治

(72)【発明者】

【氏名】鹿児島 昌之

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６２－２５８０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５９５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３０２７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１２７２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０３９１８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０６４１２７６（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１１４７６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／０９５５８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１５７６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１４４８０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００９／０５１２４７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体とを含む作業機械の旋回制御装置であって、
前記旋回体を旋回させる電動機と、
前記電動機に電力を供給するバッテリと、
前記旋回体を旋回させるための操作が入力される操作部と、
前記旋回体の実旋回速度を検出する旋回速度検出器と、
前記電動機の実トルクを検出するトルク検出器と、
前記操作部に入力された前記操作の大きさである操作量に基づいて前記旋回体の目標旋回速度を設定し、設定した前記目標旋回速度と前記実旋回速度との速度偏差に基づいて比例項及び積分項を含む前記電動機のトルク指令値を算出し、前記トルク指令値と前記実トルクとのトルク偏差を零にするための前記電動機の制御信号を生成するコントローラと、
前記制御信号に基づいて、前記電動機を力行状態と回生状態との間で切り替えるインバータとを備え、
前記コントローラは、前記操作部が中立状態にされて前記操作量が零になった場合、前記積分項及び前記実旋回速度に基づいて前記電動機が力行状態にあるか否かを判定し、前記力行状態にある場合にのみ、前記積分項を減衰させる、
旋回制御装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記実旋回速度及び前記積分項が同符号の場合、前記力行状態にあると判定し、前記実旋回速度及び前記積分項が異符号の場合、前記回生状態にあると判定する、
請求項１記載の旋回制御装置。

【請求項3】

前記コントローラは、所定の制御周期で動作するものであり、前記制御周期毎に一定の減衰率で前記積分項を減衰させる、
請求項１又は２記載の旋回制御装置。

【請求項4】

前記コントローラは、所定の制御周期で動作するものであり、前記制御周期毎に一定値を前記積分項から減ずることで前記積分項を減衰させる、
請求項１又は２記載の旋回制御装置。

【請求項5】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体と、
請求項１～４のいずれかに記載の旋回制御装置とを備える、
作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は旋回制御装置及び作業機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

旋回体を電動機で作動させるハイブリッドショベルにおいては、操作レバーの操作量に応じて決定された旋回体の目標旋回速度と旋回体の実旋回速度との速度偏差を算出し、比例積分制御により電動機のトルクが制御されている。ここで、比例積分制御が用いられるのは、比例制御では実旋回速度が零になると比例項が０になり旋回体を保持するために必要なトルクがなくなってしまうからである。

【0003】

しかしながら、比例積分制御を用いると、旋回停止時にトルクにオーバーシュートが生じる。このオーバーシュートにより実旋回速度が零になっても旋回体が停止せず、逆方向に旋回したり、順方向へ旋回したりする揺れ戻りが生じるという課題があった。

【0004】

そこで、特許文献１では、速度指令値と旋回速度との速度偏差に基づいて、比例項と積分項とを含む制御系により旋回速度を変化させるトルク指令値を生成し、旋回体を停止させる際に、実旋回速度が零に達した時点で積分項をリセットする技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－１５０８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の技術では、実旋回速度が零に達した時点で積分項がリセットされている。そのため、特許文献１では実旋回速度が零になったとき、旋回を停止状態で保持するために必要なトルクが不足し、実旋回速度が零になった停止位置において旋回体を保持できないという課題があった。特に、傾斜地においてハイブリッドショベルが作業している場合、旋回体に作用する重力の影響によって、旋回体を停止位置で保持できない現象が顕著に表れる。

【0007】

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、旋回体の旋回停止時において旋回体の揺れ戻りを抑制しつつ旋回体を停止状態で保持することができる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る旋回制御装置は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体とを含む作業機械の旋回制御装置であって、前記旋回体を旋回させる電動機と、前記電動機に電力を供給するバッテリと、前記旋回体を旋回させるための操作が入力される操作部と、前記旋回体の実旋回速度を検出する旋回速度検出器と、前記電動機の実トルクを検出するトルク検出器と、前記操作部に入力された前記操作の大きさである操作量に基づいて前記旋回体の目標旋回速度を設定し、設定した前記目標旋回速度と前記実旋回速度との速度偏差に基づいて比例項及び積分項を含む前記電動機のトルク指令値を算出し、前記トルク指令値と前記実トルクとのトルク偏差を零にするための前記電動機の制御信号を生成するコントローラと、前記制御信号に基づいて、前記電動機を力行状態と回生状態との間で切り替えるインバータとを備え、前記コントローラは、前記操作部が中立状態にされて前記操作量が零になった場合、前記積分項及び前記実旋回速度に基づいて前記電動機が力行状態にあるか否かを判定し、前記力行状態にある場合にのみ、前記積分項を減衰させる。

【0009】

本構成によれば、操作部が中立状態にされた場合、電動機が力行状態であれば、積分項が減衰される。これにより、トルクのオーバーシュートが抑制され、旋回体の揺れ戻りを抑制することができる。ここで、積分項は減衰されており、リセットはされていない。そのため、実旋回速度が零になって比例項が零になっても残存する積分項によって旋回体を保持しようとするトルクが電動機に発生する。これにより、傾斜地であっても旋回体を停止状態で保持することができる。

【0010】

一方、電動機が回生状態の場合、積分項は旋回を停止させる方向に作用するため、積分項を減衰させると、旋回体を速やかに停止することができない。本構成によれば、電動機が回生状態の場合、積分項は減衰されていないため、旋回体を速やかに停止させることができる。

【0011】

上記旋回制御装置において、前記実旋回速度及び前記積分項が同符号の場合、前記力行状態にあると判定し、前記実旋回速度及び前記積分項が異符号の場合、前記回生状態にあると判定してもよい。

【0012】

この構成によれば、実旋回速度及び積分項の符号を判別するという簡便な処理によって、電動機が力行状態にあるか回生状態にあるかを判定することができる。

【0013】

上記旋回制御装置において、前記コントローラは、所定の制御周期で動作するものであり、前記制御周期毎に一定の減衰率で前記積分項を減衰させてもよい。

【0014】

本構成によれば、積分項は制御周期毎に一定の減衰率で減衰されているため、積分項が徐々に減る結果、旋回体を滑らかに停止させることができる。

【0015】

上記旋回制御装置において、前記コントローラは、所定の制御周期で動作するものであり、前記制御周期毎に一定値を前記積分項から減ずることで前記積分項を減衰させてもよい。

【0016】

本構成によれば、積分項は制御周期毎に一定値ずつ減少されていくため、旋回体を滑らかに停止させることができる。

【0017】

本発明の別の一態様に係る作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体と、上記旋回制御装置とを備える。

【0018】

本構成によれば、上述の作用効果を奏することができる作業機械を提供することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、旋回体の旋回停止時において旋回体の揺れ戻りを抑制しつつ傾斜地において旋回体を停止状態で保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る旋回制御装置が適用された作業機械の外観図である。

【図2】図１に示す作業機械の詳細な構成を示すブロック図である。

【図3】本実施の形態における作業機械の効果を確認するために行われたシミュレーション結果を示すグラフである。

【図4】本実施の形態における作業機械１の効果を確認するために行われたシミュレーション結果を示すグラフである。

【図5】本実施の形態に係る作業機械１の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る旋回制御装置が適用された作業機械１の外観図である。作業機械１は、ハイブリッド式の油圧ショベルで構成されているが、これは一例であり、油圧クレーン等の他の作業機械が採用されてもよい。

【0022】

作業機械１は、クローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備えている。

【0023】

作業装置４は、上部旋回体３に対して起伏可能に取り付けられたブーム１５と、ブーム１５の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム１６と、アーム１６の先端部に対して揺動可能に取り付けられたバケット１７とを備えている。

【0024】

また、作業装置４は、上部旋回体３に対してブーム１５を起伏させるブームシリンダ１８と、ブーム１５に対してアーム１６を揺動させるアームシリンダ１９と、アーム１６に対してバケット１７を揺動させるバケットシリンダ２０とを備えている。

【0025】

図２は、図１に示す作業機械１の詳細な構成を示すブロック図である。作業機械１は、図１で示した上部旋回体３の他、操作レバー１１０、コントローラ１２０、旋回速度検出器１３０、旋回電動機１４０、電流センサ１５０、旋回インバータ１６０、発電インバータ１７０、バッテリ１８０、エンジン１９０、発電電動機２００、油圧ポンプ２１０、油圧モータ２３０、油圧回路２４０、及びシリンダ２５０を含む。なお、図１において、操作レバー１１０、コントローラ１２０、旋回速度検出器１３０、旋回電動機１４０、電流センサ１５０、旋回インバータ１６０、及びバッテリ１８０は本実施の形態に係る旋回制御装置を構成する。

【0026】

操作レバー１１０（操作部の一例）は、上部旋回体３を旋回させるためのオペレータによる操作を受け付け、受け付けた操作の大きさである操作量を示す電気信号である操作信号をコントローラ１２０に入力する。操作レバー１１０は、傾倒角度が増大するにつれて操作量のレベルを増大させる。以下の説明では、操作レバー１１０が右方向に傾倒された場合、上部旋回体３は右方向に旋回し、操作レバー１１０が左方向に傾倒された場合、上部旋回体３は左方向に旋回するものとする。また、操作レバー１１０が右方向に傾倒された場合、操作レバー１１０は正の操作量を示す操作信号を生成する。一方、操作レバー１１０が左方向に傾倒された場合、操作レバー１１０は、負の操作量を示す操作信号を生成する。これにより、コントローラ１２０は上部旋回体を右方向に旋回させる操作が入力されたのか、或いは左方向に旋回させる操作が入力されたのかを区別できる。操作レバー１１０は傾倒量が０度を中心とする一定の角度範囲が中立範囲に設定されており、中立範囲において操作量は０となる。本実施の形態では、目標旋回速度としては、例えば角速度の目標値が採用される。

【0027】

コントローラ１２０は、ＣＰＵ及びメモリを含むコンピュータ或いはＡＳＩＣ等の専用の電気回路で構成されている。コントローラ１２０は、速度制御部１２１及びトルク制御部１２２を含む。

【0028】

速度制御部１２１は、操作レバー１１０に入力された操作量に応じた目標旋回速度Ｖｒｍから実旋回速度Ｖｍを減じることで、速度偏差Ｅｒを算出し、速度偏差Ｅｒに基づいて比例項及び積分項を含む電動機のトルク指令値Ｔｏｕｔを算出し、算出したトルク指令値Ｔｏｕｔをトルク制御部１２２に入力する。実旋回速度Ｖｍは、上部旋回体３が右方向に旋回する場合、正の値をとり、上部旋回体３が左方向に旋回する場合、負の値をとる。

【0029】

ここで、目標旋回速度Ｖｒｍは、操作量が正の方向に増大するにつれて正の方向に値が増大するように設定され、操作量が負の方向に増大するにつれて負の方向に値が増大するように設定される。また、目標旋回速度Ｖｒｍは、操作レバー１１０が中立状態にされて操作量が零になると、零に設定される。

【0030】

トルク指令値Ｔｏｕｔは、例えば比例項Ｔｐと積分項Ｔｉ（ｎ）との和によって表される。比例項Ｔｐは、比例ゲインをＫｐ、速度偏差をＥｒとすると、式（１）で表される。

【0031】

Ｔｐ＝Ｋｐ×Ｅｒ （１）
ここで、比例ゲインＫｐは予め定められた定数である。

【0032】

積分項Ｔｉ（ｎ）は、積分ゲインをＫｉ、制御周期をＴｓとすると、式（２）で表される。

【0033】

Ｔｉ（ｎ）＝Ｔｉ（ｎ－１）＋Ｋｉ×Ｅｒ×Ｔｓ （２）
ここで、ｎはサンプル点を示すインデックスであり、整数である。Ｔｉ（ｎ）はｎ番目のサンプル点における積分項を示し、Ｔｉ（ｎ－１）はｎ－１番目のサンプル点における積分項を示す。

【0034】

速度制御部１２１は、操作レバー１１０が中立状態にされた場合、積分項Ｔｉ（ｎ）と実旋回速度Ｖｍとに基づいて旋回電動機１４０が力行状態にあるか否かを判定し、旋回電動機１４０が力行状態にある場合、積分項を減衰させる。

【0035】

具体的には、速度制御部１２１は、旋回速度検出器１３０が検出した実旋回速度Ｖｍと積分項Ｔｉ（ｎ）とが共に正又は負の場合、旋回電動機１４０が力行状態であると判定すればよい。

【0036】

また、速度制御部１２１は、操作レバー１１０に入力された操作量が０の場合、操作レバー１１０が中立状態にされたと判定すればよい。

【0037】

また、速度制御部１２１は、積分項Ｔｉ（ｎ）に減衰係数Ｋｉｄを制御周期Ｔｓ毎に乗じる、すなわち、Ｋｉｄ×Ｔｉ（ｎ）の演算により、積分項Ｔｉ（ｎ）を減衰させればよい。制御周期Ｔｓは、コントローラ１２０の動作周期であり、予め定められた定数である。減衰係数Ｋｉｄは、０より大きく且つ１より小さな予め定められた定数である。

【0038】

上部旋回体３の右旋回中において、正の積分項Ｔｉ（ｎ）は右旋回を促す方向に作用し、負の積分項Ｔｉ（ｎ）は右旋回を停止させる方向に作用する。

【0039】

上部旋回体３が左旋回中において、負の積分項Ｔｉ（ｎ）は左旋回を促す方向に作用し、正の積分項Ｔｉ（ｎ）は左旋回を停止させる方向に作用する。

【0040】

トルク制御部１２２は、実旋回速度Ｖｍと電流センサ１５１，１５２が検出した電流値とを用いて上部旋回体３の実トルクを算出する。そして、トルク制御部１２２は、速度制御部１２１が算出したトルク指令値Ｔｏｕｔと、実トルクとの偏差であるトルク偏差を算出し、トルク偏差を零にするための制御信号を生成し、旋回インバータ１６０に入力する。制御信号としては例えばＵ相、Ｖ相、及びＷ相を含む三相のＰＷＭ信号が採用される。

【0041】

なお、電流センサ１５１，１５２及びトルク制御部１２２は、上部旋回体３の実トルクを検出するトルク検出器の一例である。

【0042】

旋回速度検出器１３０は、角度センサとプロセッサとを含む。角度センサは例えばレゾルバ又はロータリーエンコーダで構成され、旋回電動機１４０の旋回角度を検出する。プロセッサは角度センサが検出した旋回角度を微分する又は差分をとることで旋回電動機１４０の実旋回速度Ｖｍを算出する。本実施の形態では、実旋回速度Ｖｍとしては、例えば角速度が採用される。

【0043】

旋回電動機１４０は、上部旋回体３を旋回させるための動力を付与する。電流センサ１５１は、例えば旋回電動機１４０に供給される三相の交流電流のうちのいずれか１相（例えば、Ｕ相）の交流電流を検出する。電流センサ１５２は、例えば旋回電動機１４０に供給される三相の交流電流のうちいずれか１相（例えば、Ｖ相）の交流電流を検出する。以下、電流センサ１５１及び電流センサ１５２を総称する場合、電流センサ１５０と記述する。電流センサ１５０は、例えばホール素子により構成されている。

【0044】

旋回インバータ１６０は、例えば三相インバータで構成される。旋回インバータ１６０は、トルク制御部１２２から入力される制御信号に基づいて、内部のスイッチング素子をオンオフさせて、旋回電動機１４０を力行状態及び回生状態との間で切り替える。力行状態では、旋回インバータ１６０は、バッテリ１８０から供給される直流電流を三相の交流電流に変換し、変換した三相の交流電流を旋回電動機１４０に供給する。一方、回生状態では、旋回インバータ１６０は、旋回電動機１４０から回生される三相の交流電流を直流電流に変換し、変換した直流電流をバッテリ１８０に蓄電する。

【0045】

発電インバータ１７０は、シリンダ２５０の負荷とエンジン１９０の負荷とバッテリ１８０のＳｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ（ＳＯＣ）とに基づいて、発電電動機２００を発電機として機能させたり、発電電動機２００を電動機として機能させたりする。

【0046】

バッテリ１８０は、例えば、リチウムイオンバッテリ等の充放電可能な二次電池で構成されている。但し、これは一例であり、バッテリ１８０は、ニッケル水素バッテリ、電気二重層キャパシタ、又は鉛バッテリで構成されてもよい。

【0047】

エンジン１９０は、例えばディーゼルエンジンで構成されている。エンジン１９０は出力軸を有し、その出力軸には、発電電動機２００及び油圧ポンプ２１０が接続されている。

【0048】

発電電動機２００は、エンジン１９０の動力を電力に変換する発電機としての機能と、バッテリ１８０が蓄える電力を動力に変換してエンジン１９０の動力をアシストする電動機としての機能とを備える。

【0049】

油圧ポンプ２１０はエンジンの動力により作動して、作動油を吐出する。図２の例では、油圧ポンプ２１０は２つ示されているが、これは一例であり、油圧ポンプ２１０は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。シリンダ２５０は、ブームシリンダ１８、アームシリンダ１９、及びバケットシリンダ２０を含む。

【0050】

油圧回路２４０は、ブームシリンダ１８を作動させるコントロールバルブ、アームシリンダ１９を作動させるコントロールバルブ、バケットシリンダ２０を作動させるコントロールバルブ、及び油圧モータ２３０を作動させるコントロールバルブを含む。各コントロールバルは、油圧ポンプ２１０から供給された作動油の流量及び方向を制御して、対応するシリンダ２５０又は油圧モータ２３０に供給する。

【0051】

油圧モータ２３０は、油圧回路２４０から作動油の供給を受けることにより、下部走行体２を走行させる。

【0052】

図３及び図４は、本実施の形態における作業機械１の効果を確認するために行われたシミュレーション結果を示すグラフである。図３は比較例のシミュレーション結果のグラフであり、図４は本実施の形態における作業機械１のシミュレーション結果のグラフである。

【0053】

図３及び図４のそれぞれにおいて、左側の縦軸は実旋回速度Ｖｍ［ｒｐｍ］を示し、右側の縦軸は実トルクＴを示し、横軸は時間［秒］を示している。図３及び図４のそれぞれにおいて、実線は実旋回速度Ｖｍを示し、破線は実トルクＴを示している。比較例においては、操作レバー１１０が中立状態にされ且つ旋回電動機１４０が力行状態にある場合、積分項Ｔｉ（ｎ）は減衰されない。これに対して、本実施の形態では操作レバー１１０が中立状態にされ且つ旋回電動機１４０が力行状態にされた場合、積分項Ｔｉ（ｎ）は減衰係数Ｋｉｄが乗じられて減衰される。

【0054】

図３を参照する。計測を開始してから約１秒が経過した時点ｔ１において、操作レバー１１０は右方向に傾倒されている。これにより、右回りの実トルクＴが発生して上部旋回体３は右回りに旋回を開始し、実旋回速度Ｖｍが漸次増大している。

【0055】

計測を開始してから約３秒が経過した時点ｔ２において操作レバー１１０が中立状態にされている。これにより、目標旋回速度Ｖｒｍが０に設定され、実旋回速度Ｖｍは０に向けて漸次減少している。また、右方向に旋回している上部旋回体３を制動させるために実トルクＴが正から負の方向に急激に切り替わっている。

【0056】

時点ｔ３において、実旋回速度Ｖｍは零に到達している。比較例では、力行状態において積分項Ｔｉ（ｎ）が減衰されていないため、実旋回速度Ｖｍが０になっても、旋回を促す方向の積分項Ｔｉ（ｎ）が過大になり、丸枠３０１に示すように実トルクＴにオーバーシュートが発生する。このとき、丸枠３０２に示すように、右旋回を促す方向の積分項を減じるために負の実旋回速度Ｖｍが発生する。これにより、上部旋回体３に揺れ戻りが発生する。

【0057】

図４でも図３と同様、時点ｔ１において操作レバー１１０が右方向に傾倒され、時点ｔ２において操作レバー１１０が中立状態にされている。本実施の形態では、力行状態において積分項Ｔｉ（ｎ）は減衰されている。そのため、実旋回速度Ｖｍが０になった時刻ｔ３において、旋回を促す方向の積分項Ｔｉ（ｎ）は過大にならず、丸枠４０１に示すように実トルクＴのオーバーシュートが抑制されている。そのため、丸枠４０１に示すように、時刻ｔ３において実旋回速度Ｖｍは０に収束し、上部旋回体３の揺れ戻りが抑制されている。

【0058】

図５は、本実施の形態に係る作業機械１の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは制御周期Ｔｓで繰り返し実行されている。まず、ステップＳ１０１において、旋回速度検出器１３０は、旋回電動機１４０の実旋回速度Ｖｍを検出する。ステップＳ１０２において、速度制御部１２１は、操作レバー１１０に入力された操作量からその操作量に対応する目標旋回速度Ｖｒｍを算出する。

【0059】

ステップＳ１０３において、速度制御部１２１は、目標旋回速度Ｖｒｍから実旋回速度Ｖｍを減じ、速度偏差Ｅｒ（＝Ｖｒｍ－Ｖｍ）を算出する。ステップＳ１０４において、速度制御部１２１は、速度偏差Ｅｒを式（１）に入力して比例項Ｔｐを算出すると共に、速度偏差Ｅｒを式（２）に入力し、積分項Ｔｉ（ｎ）を算出する。

【0060】

ステップＳ１０５において、速度制御部１２１は、操作レバー１１０が中立状態にされたか否かを判定する。操作レバー１１０が中立状態にされた場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０６に進む。一方、操作レバー１１０が中立状態にされていない場合（ステップＳ１０５でＮＯ）、処理はステップＳ１０９に進む。

【0061】

ステップＳ１０６において、速度制御部１２１は、実旋回速度ＶｍがＶｍ＞０且つ積分項Ｔｉ（ｎ）がＴｉ（ｎ）＞０のか否かを判定する。Ｖｍ＞０且つＴｉ（ｎ）＞０の場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０８に進む。一方、実旋回速度ＶｍがＶｍ≦０又はＴｉ（ｎ）がＴｉ（ｎ）≦０の場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、処理はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０６は、右旋回時に力行状態にあるか否かを判定する処理である。

【0062】

ステップＳ１０７において、速度制御部１２１は、実旋回速度ＶｍがＶｍ＜０且つ積分項Ｔｉ（ｎ）がＴｉ（ｎ）＜０か否かを判定する。Ｖｍ＜０且つＴｉ（ｎ）＜０の場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０８に進む。一方、実旋回速度ＶｍがＶｍ≧０又は積分項Ｔｉ（ｎ）がＴｉ（ｎ）≧０の場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０７は、左旋回時に力行状態にあるか否かを判定する処理である。

【0063】

ステップＳ１０８において、速度制御部１２１は、積分項Ｔｉ（ｎ）に減衰係数Ｋｉｄを乗じ、積分項Ｔｉ（ｎ）を減衰させる。

【0064】

ステップＳ１０９において、速度制御部１２１は、比例項Ｔｐと積分項Ｔｉ（ｎ）とを加算してトルク指令値Ｔｏｕｔを算出する。このとき、速度制御部１２１は、ステップＳ１０８において積分項Ｔｉ（ｎ）が減衰されていれば、減衰された積分項Ｔｉ（ｎ）に比例項Ｔｐを加算してトルク指令値Ｔｏｕｔを算出する。一方、積分項Ｔｉ（ｎ）が減衰されていなければ、速度制御部１２１は、減衰されていない積分項Ｔｉ（ｎ）に比例項Ｔｐを加算してトルク指令値Ｔｏｕｔを算出する。ステップＳ１０９の処理が終了すると、処理はステップＳ１０１に戻る。

【0065】

トルク指令値Ｔｏｕｔはトルク制御部１２２に入力される。トルク指令値Ｔｏｕｔが入力されたトルク制御部１２２はトルク指令値Ｔｏｕｔと実トルクＴとのトルク偏差を零にする制御信号を生成し、旋回インバータ１６０に入力する。

【0066】

このように、本実施の形態によれば、操作レバー１１０が中立状態にされた場合、旋回電動機１４０が力行状態であれば、積分項Ｔｉ（ｎ）が減衰される。これにより、実トルクＴのオーバーシュートが抑制され、上部旋回体３の揺れ戻りが抑制される。ここで、積分項Ｔｉ（ｎ）は減衰されており、リセットはされていない。そのため、実旋回速度Ｖｍが零になって比例項Ｔｐが零になっても、残存する積分項Ｔｉ（ｎ）によって上部旋回体３を保持しようとする実トルクＴが旋回電動機１４０に発生する。これにより、本実施の形態は上部旋回体３を停止状態で保持することができる。

【0067】

一方、旋回電動機１４０が回生状態の場合、積分項Ｔｉ（ｎ）は旋回を停止させる方向に作用するため、積分項Ｔｉ（ｎ）を減衰させると、上部旋回体３を速やかに停止することができない。本実施の形態は、旋回電動機１４０が回生状態の場合、積分項Ｔｉ（ｎ）は減衰されていないため、旋回体を速やかに停止させることができる。

【0068】

本発明は以下の変形例が採用可能である。

【0069】

（１）速度制御部１２１は、制御周期Ｔｓ毎に積分項Ｔｉ（ｎ）から一定値を減ずることで、積分項Ｔｉ（ｎ）を減衰させてもよい。この場合、積分項Ｔｉ（ｎ）は制御周期Ｔｓ毎に一定値ずつ減少されていくため、上部旋回体３を滑らかに停止させることができる。

【0070】

（２）旋回速度検出器１３０が備えるプロセッサはコントローラ１２０に設けられてもよい。この場合、旋回速度検出器１３０は上部旋回体３の旋回角度を検出して、コントローラ１２０に入力する。コントローラ１２０は、旋回速度検出器１３０から入力された旋回角度を微分又は差分をとることで実旋回速度Ｖｍを算出する。この変形例によれば、旋回速度検出器１３０が角度センサのみで構成され、旋回速度検出器１３０の構成が簡便化される。

【0071】

（３）トルク指令値Ｔｏｕｔは、さらに微分項を含んでもよい。この場合、速度制御部１２１は、速度偏差Ｅｒから微分項を算出すればよい。

【0072】

（４）実施の形態において実トルクＴはトルク制御部１２２が計算していたが、これに代えて、作業機械１は上部旋回体３の実トルクＴを測定するトルク装置を備えてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１ ：作業機械
２ ：下部走行体
３ ：上部旋回体
４ ：作業装置
１２０ ：コントローラ
１２１ ：速度制御部
１２２ ：トルク制御部
１３０ ：旋回速度検出器
１４０ ：旋回電動機
１５０ ：電流センサ
１５１ ：電流センサ
１５２ ：電流センサ
１６０ ：旋回インバータ
１７０ ：発電インバータ
１８０ ：バッテリ
１９０ ：エンジン
２００ ：発電電動機
２１０ ：油圧ポンプ
２２０ ：エンジン
２３０ ：油圧モータ
２４０ ：油圧回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】