工程机械技术领域
本发明涉及具有能够进行俯仰动作的作业机和旋转体的液压挖
掘机等的工程机械。
背景技术
在一般的工程机械中，若作业负载增大，则泵压升高且泵的排出
流量减小。其结果为，若对前作业机进行操作，则作业负载越大，前
作业机的速度越慢。
与此相对，存在如下工程机械：根据操作阀的前后压力差和操作
量利用压力补偿单元使操作阀的开口面积发生变化(参照专利文献1
等)。在该工程机械中，例如在同时进行旋转和动臂上升的旋转动臂
上升的动作的情况下，若动臂的负载大，则与旋转动作对应的操作阀
的开口面积减小、且与动臂对应的操作阀的开口面积增加，由此确保
与动臂的负载小时同样的操作性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-224039号公报
发明内容
虽然在与负载无关地确保一定的操作性方面是有利的，但另一方
面，在动臂的负载大的情况下，作为操作感动臂的动作速度下降是自
然的，也存在喜好能够感受到施加于动臂的负载的动作的操作员。在
上述专利文献1的工程机械中，若省略压力补偿单元，则动臂速度也
与动臂负载相应地下降，与此相应地，能达成能感受到动臂负载的动
作。然而，在该情况下，当旋转动臂上升时存在如下问题。
例如，若动臂的负载发生变化，即使动臂上升操作量相同，动臂
的上升速度也发生变化，与此相对，若旋转操作量相同，则即使动臂
的负载发生变化，旋转速度也几乎不变。换言之，由于即使以相同的
方式进行操作，每单位时间的动臂的上升量也根据动臂负载的不同而
不同，因此，在动臂负载小的情况下、以及动臂负载大的情况下，旋
转动臂上升时的前作业机的轨迹发生变化。其结果为，若以与动臂负
载小时相同的方式进行旋转动臂上升操作，则在动臂的负载大的情况
下动臂有可能描绘出意外低的轨迹，从而有可能使得前作业机与自卸
卡车的载货台碰撞。另外，在施加于动臂的负载会因作业状况而发生
意外的变化的情况下，为了使得旋转动臂上升动作时的前作业机的轨
迹无论动臂负载如何都始终保持一致，需要熟练且高超的技能。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种工程机
械，根据前作业机的动作而能够感受到施加于动臂的负载，另一方面，
能够不受动臂负载的影响而使前作业机以与操作相应的轨迹进行动
作。
为了达成上述目的，本发明的特征在于，具备：行驶体；旋转体，
其能够旋转地设置在上述行驶体上；旋转马达，其旋转驱动上述旋转
体；动臂，其与上述旋转体连结；动臂缸，其使上述动臂进行俯仰动
作；旋转操作装置，其对上述旋转体的旋转动作进行指示；动臂操作
装置，其对上述动臂的俯仰动作进行指示；检测器，其对上述动臂缸
的根据负载而变化的状态量进行检测；以及控制器，其在输入有基于
上述旋转操作装置的旋转操作以及基于上述动臂操作装置的动臂上
升操作的信号的期间，相对于与上述旋转操作的信号相应的基准旋转
速度，根据上述检测器的信号来减小上述旋转体的旋转速度，上述控
制器具有：动臂减速量运算部，其基于上述检测器的信号而对相对于
与上述动臂操作装置的操作量相应的基准动臂上升速度Rs的动臂减
速量ΔR进行运算；旋转速度减速量运算部，其基于上述旋转操作装
置的操作量及上述动臂减速量ΔR而对相对于与上述旋转操作装置的
操作量相应的基准旋转速度Ss的旋转减速量ΔS进行运算；以及转矩
指令值运算部，其基于上述旋转马达的旋转转矩及上述旋转减速量Δ
S而对使上述旋转减速量ΔS产生的上述旋转马达的转矩指令值进行
运算并将其输出，上述旋转速度减速量运算部以使(Rs-ΔR)/(Ss-
ΔS)＝Rs/Ss的关系成立的方式对上述旋转减速量ΔS进行运算。
发明的效果
根据本发明，能够根据前作业机的动作而感受到施加于动臂的负
载，另一方面，能够不受动臂负载的影响而使前作业机以与操作相应
的轨迹进行动作，从而能够期待操作性及安全性的提高。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的工程机械的局部透视侧视
图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的概念图。
图3是本发明的第1实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的主要部分的框图。
图4是表示本发明的第1实施方式所涉及的工程机械中无动臂负
载的情况下的旋转动臂上升时的转矩等的变动的图。
图5是表示本发明的第1实施方式所涉及的工程机械中有动臂负
载的情况下的旋转动臂上升时的转矩等的变动的图。
图6是本发明的第2实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的主要部分的框图。
图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的工程机械中无动臂负
载的情况下的旋转动臂上升时的转矩等的变动的图。
图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的工程机械中有动臂负
载的情况下的旋转动臂上升时的转矩等的变动的图。
图9是本发明的第3实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的主要部分的框图。
图10是表示本发明的第3实施方式所涉及的工程机械的旋转动
臂上升动作时的旋转马达转矩与旋转角速度等之间的关系的一例的
特性图。
图11是表示旋转动臂上升动作时由动臂负载而引起的动臂的轨
迹不同的图，且是本发明的效果的说明图。
图12是表示动作中的动臂负载发生变动的情况下的本发明所涉
及的工程机械的旋转动臂上升动作时的转矩等的变动的图。
图13是对本发明的第1实施方式所涉及的工程机械中抑制旋转
速度的条件进行整理的图。
具体实施方式
以下，利用附图对本发明的实施方式进行说明。
首先，本申请说明书中述及的旋转动臂上升操作是指同时进行动
臂上升操作和旋转操作，即在彼此的操作输入中，具有时间上的重叠。
因此，两种操作的起始时期及结束时期相同的情况当然包含于旋转动
臂上升操作中，即使一方的操作输入先于另一方的操作输入，在一方
的操作输入的持续过程中进行另一方的操作输入的情况等下同时进
行两种操作的时间也包含于旋转动臂上升操作中。
(第1实施方式)
图1是本发明的第1实施方式所涉及的工程机械的局部透视侧视
图。
图1所示的工程机械是电动式液压挖掘机，其具备行驶体10、
能够旋转地设置在行驶体10上的旋转体20、能够进行俯仰动作地设
置在旋转体20上的挖掘机构(前作业机)30。
行驶体10具备左右一对的履带11a、11b及履带架12a、12b、分
别对左右的履带11a、11b进行驱动的行驶用液压马达13、14、以及
行驶用液压马达13、14的减速器等。关于履带11a、11b及履带架12a、
12b，图1中分别仅示出左侧的部件。
旋转体20经由旋转架21而搭载于履带架12a、12b的上部。旋
转架21经由旋转轮，设置为在履带架12a、12b的上部能够以铅垂轴
为中心旋转。虽然未进行特别的图示，但旋转轮为如下结构：具备与
履带架12a、12b连接的内轮、以及与旋转架21连接的外轮，外轮相
对于内轮旋转。在旋转架21上设置有旋转用电动马达25及旋转用液
压马达27。旋转用电动马达25与旋转用液压马达27一起支承于旋转
轮的外轮，并经由减速器26而与内轮的内齿轮啮合。旋转用液压马
达27与旋转用电动马达25同轴地设置。另外，在旋转用电动马达25
上连接有蓄电器件即电容器24，旋转用电动马达25利用来自电容器
24的供电而进行驱动。通过该结构而将旋转用液压马达27及旋转用
电动马达25的驱动力经由减速器26而传递至旋转轮，旋转体20与
旋转架21一起相对于行驶体10旋转。
挖掘机构30是具备动臂31、斗杆34、铲斗35的多关节构造的
前作业机。动臂31借助销等而能够在上下方向上进行俯仰动作地与
旋转体20的旋转架21连结。斗杆34借助销等而能够在前后方向上
转动地与动臂31的前端部连结。铲斗35借助销等而能够转动地与斗
杆34的前端部连结。而且，动臂31、斗杆34以及铲斗35分别由动
臂缸32、斗杆缸34以及铲斗缸36驱动。动臂缸32、斗杆缸34以及
铲斗缸36是液压缸。
另外，在上述旋转架21上搭载有用于对各种执行机构进行驱动
的驱动系统。驱动系统中包括对液压执行机构进行驱动的液压系统
40、以及对电动执行机构进行驱动的电动系统。液压系统40对上述
的行驶用液压马达13、14、旋转用液压马达27、动臂缸32、斗杆缸
34、铲斗缸36等进行驱动。电动系统对上述的辅助发电马达23、旋
转用电动马达25等进行驱动。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的工程机械中所具备的驱动
系统的概念图。
如该图所示，液压系统40包括作为产生液压的液压源的液压泵
41、以及用于对各液压执行机构进行驱动控制的控制阀42。液压泵
41通过发动机22驱动。控制阀42根据来自旋转操作装置72(参照
图3)的旋转操作指令(液压先导信号)而使旋转用滑阀61(参照图
3)进行动作，由此控制对旋转用液压马达27供给的压力油的流量和
方向。另外，控制阀42根据来自动臂操作装置78(参照图3)的动
臂操作指令(液压先导信号)而使动臂用滑阀64(参照图3)进行动
作，由此控制向动臂缸32供给的压力油的流量和方向。同样地，虽
然未进行特别的图示，但控制阀42根据来自其它操作杆装置的操作
指令(液压先导信号)而使对应的滑阀进行动作，由此控制分别对斗
杆缸34、铲斗缸36以及行驶用液压马达13、14供给的压力油的流量
和方向。包括旋转操作装置72及动臂操作装置78在内的各种操作装
置处于旋转体20的驾驶室内。
除了上述的电容器24以外，电动系统还具备动力控制单元50以
及主接触器51等。动力控制单元50与辅助发电马达23及旋转用电
动马达25连接，另外还经由主接触器51而与电容器24连接。根据
辅助发电马达23及旋转用电动马达25的驱动状态(动力运行或者再
生)而对电容器24进行充放电。按照来自控制器80的指令并通过动
力控制单元50而对辅助发电马达23及旋转用电动马达25的驱动状
态进行控制。
控制器80基于各种输入信号而生成针对控制阀42、液压泵41、
动力控制单元50的控制指令，并执行旋转用电动马达25的转矩控制、
液压泵41的排出流量控制等。向控制器80的输入信号中具有来自各
种操作装置的操作信号、旋转用液压马达27的压力的检测信号、旋
转用电动马达25的角速度信号等。
图3是本发明的第1实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的主要部分的框图。
如该图所示，控制器80具备动臂减速量运算模块83a(动臂减速
量运算部)、旋转速度减速量运算模块83b(旋转速度减速量运算部)、
旋转转矩运算模块83c(旋转转矩运算部)、转矩指令值运算模块83d
(转矩指令值运算部)等。另外，在旋转操作装置72的先导管路设
置有检测器74aL、74aR，在对旋转用液压马达27进行压力油的抽吸
和排出的两个配管设置有检测器74bL、74bR。在动臂操作装置(动
臂用操作杆装置)78的先导管路设置有检测器74c，在对动臂缸32
的底侧油室进行压力油的抽吸和排出的配管设置有检测器74d。
检测器74aL、74aR、74bL、74bR、74c、74d是将液压配管的压
力转换为电信号的液压/电转换装置，例如为压力传感器，并将信号向
控制器80输出。具体而言，检测器74aL将根据对朝向左方向的旋转
动作进行指示时的旋转操作装置72的操作输入而产生的液压先导信
号转换为电信号，并将其作为检测信号而向旋转速度减速量运算模块
83b输出。检测器74aR将根据对朝向右方向的旋转动作进行指示时
的旋转操作装置72的操作输入而产生的液压先导信号转换为电信号，
并将其作为检测信号而向旋转速度减速量运算模块83b输出。检测器
74bL、74bR将旋转用液压马达27的工作压转换为电信号，并将其作
为检测信号而向旋转转矩运算模块83c输出。检测器74c将根据对动
臂上升动作进行指示时的动臂操作装置78的操作输入而产生的液压
先导信号转换为电信号，并将其作为检测信号而向动臂减速量运算模
块83a输出。检测器74d将动臂缸32的底部压力转换为电信号，并
将其作为检测信号而向动臂减速量运算模块83a输出。
动臂减速量运算模块83a基于检测器74c、74d的信号而对相对
于与动臂操作装置78的操作量相应的基准动臂上升速度Rs的动臂速
度的减速量(动臂减速量)ΔR进行运算。基准动臂上升速度Rs是
指动臂31在无负载(铲斗为空的状态)或者施加有规定负载的状态
下与动臂操作装置78的操作量相应地上升的速度。动臂减速量运算
模块83a中预先存储有动臂操作装置78的动臂上升操作量(检测器
74c的信号)与基准动臂上升速度Rs之间的关系(关系线、表等)。
另外，动臂减速量运算模块83a中预先存储有动臂操作装置78的动
臂上升操作量(检测器74c的信号)、动臂缸32的底部压力(检测
器74d的信号)、以及动臂减速量ΔR的关系(关系线、表等)。因
此，在动臂减速量运算模块83a中，基于检测器74c、74d的信号而
对与动臂操作装置78的操作量相应的基准动臂上升速度Rs进行运
算，与此同时，对与动臂缸32的底部压力相应的动臂减速量ΔR进
行运算。从动臂减速量运算模块83a向旋转速度减速量运算模块83b
输入这些运算值。此外，还能够考虑将动臂减速量ΔR设为简单地利
用与动臂缸32的底部压力之间的关系而规定的值。
在旋转速度减速量运算模块83b中，基于运算所得的动臂减速量
ΔR及检测器74aL或者74aR的信号，对相对于与旋转操作装置72
的操作量相应的基准旋转速度Ss的旋转速度的减速量(旋转减速量)
ΔS进行运算。基准旋转速度Ss是指与旋转操作装置72的操作量相
应的本来的速度。另外，若利用考虑了动臂减速量ΔR的动臂上升速
度R(＝Rs-ΔR)、考虑了旋转减速量ΔS的旋转速度S(＝Ss-ΔS)，
则R/S＝Rs/Ss的关系成立。即，旋转减速量ΔS是在由于动臂负载而
预料到动臂减速量ΔR的情况下，以使挖掘机构30沿着通过基准动
臂上升速度Rs及基准旋转速度Ss进行驱动的该挖掘机构30所可能
描绘出的轨迹移动的方式而应当从基准旋转速度Ss减去的补正量。
从旋转速度减速量运算模块83b向转矩指令值运算模块83d输入旋转
减速量ΔS。此外，在旋转速度的控制中，旋转速度减速量运算模块
83b对减速量ΔS的值进行调节，使得以经由动力控制单元50输入的
旋转用电动马达25的角速度信号ω为基础而进行运算的现实的旋转
速度接近旋转速度S(目标)。
在旋转转矩运算模块83c中，基于检测器74bL、74bR的信号而
对旋转用液压马达27的旋转转矩进行运算，并将运算值向转矩指令
值运算模块83d输出。在转矩指令值运算模块83d中，基于由旋转速
度减速量运算模块83b运算所得的旋转减速量ΔS和由旋转转矩运算
模块83c运算所得的旋转转矩，对为了使旋转减速量ΔS产生而所需
的旋转用电动马达25的转矩指令值EA进行运算，并将其向动力控
制单元50输出。动力控制单元50根据转矩指令值EA而对旋转用电
动马达25进行驱动。在该情况下，旋转用电动马达25作为发电机而
进行驱动，使将旋转体20的动能再生的发电输出经由主接触器51而
蓄积于电容器24。
在向控制阀42输入上述的针对旋转用电动马达25的负载指令的
同时，也将因旋转操作装置72的输入而产生的液压先导信号向控制
阀42输入。由此，滑阀61从中立位置切换，而将液压泵41的排出
油向旋转用液压马达27供给，使旋转用液压马达27进行驱动。由于
旋转用电动马达25与旋转液压马达27直接连结，因此这些马达35、
37输出的转矩的合计转矩变为实际作用于旋转体20的旋转转矩。
另外，当旋转动臂上升时，与以上的旋转驱动的同时，也使因动
臂操作装置78的操作输入而产生的液压先导信号向控制阀42输入。
由此，滑阀64从中立位置切换，而将液压泵41的排出油向动臂缸32
供给，使动臂31上升。
图13是对前述的产生负载转矩的条件进行整理的图。
如该图所示，仅在旋转动臂上升动作时执行对旋转速度的抑制
(在本实施方式中为基于旋转用电动马达25的再生)。即，仅在同
时进行动臂上升操作和旋转操作的情况下抑制旋转速度，当然在动臂
上升操作和旋转操作均未进行的情况下不对旋转速度进行抑制，在仅
进行动臂上升操作和旋转操作中的某一方的情况下也不对旋转速度
进行抑制。另外，例如即使是旋转动臂上升的动作，也存在例如因铲
斗35为空而无需抑制旋转速度的情况，因此，在这种情况下，为了
避免旋转速度不必要地减慢，例如可以在条件中追加动臂缸32的底
部压力超过挖掘机构30的保持压力这一条件。即，形成为如下结构：
仅在动臂缸32的底部压力超过保持压力、且同时进行动臂上升操作
和旋转操作的情况下抑制旋转速度。在该情况下，即使同时进行动臂
上升操作和旋转操作，只要动臂缸32的底部压力为保持压力以下，
就不执行旋转速度的抑制。
此外，挖掘机构30的保持压力是指，使空的铲斗36悬浮于空中、
且仅使挖掘机构30的重量作用于动臂缸32的底侧油室时的该底部压
力。另外，在图3的模块结构中，执行旋转速度的抑制与在旋转速度
减速量运算模块83b中将旋转减速量ΔS的值以零以外的值进行运算
同义，在不执行旋转速度的抑制的情况下，旋转速度减速量运算模块
83b不对旋转减速量ΔS进行运算、或者以零进行运算。
图4是表示无动臂负载的情况下(铲斗35为空的情况)的旋转
动臂上升时的转矩等的变动的图。
如该图所示，在时刻T3将旋转操作指令is和动臂上升操作指令
ib同时输入，由于在本例中的条件为动臂缸32的底部压力与挖掘机
构30的保持压力相等而无动臂负载，因此，没有产生基于旋转用电
动马达25的负载转矩Te(未再生)。因此，旋转用液压马达27所
产生的旋转转矩To成为旋转用电动马达25以及旋转用液压马达27
的合计转矩Tt。由此，旋转体20的旋转速度上升，在本例中，角速
度在时刻T4达到ω1。另一方面，收到动臂上升操作指令ib的输入
而将工作油向动臂缸32的底侧油室供给，动臂缸32的底部压力Pb
上升，使得挖掘机构30的动臂31向上方向转动。如此，通过同时进
行旋转体20的旋转动作和挖掘机构30的上升动作，来执行旋转动臂
上升动作。此外，本例的条件下的动臂上升速度及旋转速度分别相当
于前述的基准动臂上升速度及基准旋转速度。
图5是表示有动臂负载的情况下(在铲斗35内存在装载物的情
况)的旋转动臂上升时的转矩等的变动的图。图中的虚线表示无动臂
负载的情况(图4)的转矩等。将旋转操作指令is和动臂上升操作指
令ib的变动设为与图4相同。
如该图所示，接收动臂上升操作指令ib的输入而将工作油向动
臂缸32的底侧油室供给，动臂缸32的底部压力Pb上升，与图4的
情况相比，底部压力Pb高出动臂负载的量。其结果为，相同时间内
的动臂31的上升量Db比图4的情况小。
另一方面，由于在本例中有动臂负载，因此，若同时输入旋转操
作指令is和动臂上升操作指令ib，则产生基于旋转用电动马达25的
负载转矩Te(再生)。因此，将旋转用液压马达27的旋转转矩To
的一部分抵消，与无动臂负载的情况相比，合计转矩Tt减少负载转
矩Te的量。因此，旋转体20的旋转速度受到抑制，从而在时刻T4
的时刻不足角速度ω1。
其结果为，在旋转及动臂上升的操作量相同的情况下，由于图5
的例子是旋转速度仅被抑制了动臂31的上升速度减慢的量，因此，
虽然速度与动臂负载相应地下降，但挖掘机构30却描绘出与图4的
例子相同的轨迹地进行移动。
(第2实施方式)
图6是本发明的第2实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的主要部分的框图，且是与第1实施方式的图3对应的图。在图6
中，关于与第1实施方式相同的部分，标注与上述附图相同的附图标
记并省略其说明。
如图6所示，在本实施方式中，在动臂缸32设置有行程传感器
74e，行程传感器74e的信号向控制器80的动臂减速量运算模块83a
输出。
图7是表示无动臂负载的情况(铲斗35为空的情况下)的旋转
动臂上升时的转矩等的变动的图，图8是表示有动臂负载的情况(铲
斗35内存在装载物的情况下)的旋转动臂上升时的转矩等的变动的
图。这些图与第1实施方式的图4及图5对应。
如这些图所示，若在时刻T3输入动臂上升操作指令ib，则动臂
缸32伸长，与无动臂负载的情况下的速度(图7中的实线，图8中
的虚线)相比，伸长速度(动臂速度)在有动臂负载的情况下变慢。
在本例中，在动臂减速量运算模块83a中基于行程传感器74e的信号
而对相对于基准动臂上升速度的减速量进行运算。至于其它方面，包
括其它的控制器80的各模块的处理内容、相对于操作输入的转矩等
的变动与第1实施方式相同。
(第3实施方式)
图9是本发明的第3实施方式所涉及的工程机械所具备的驱动系
统的主要部分的框图，且是与上述各实施方式的图3及图6对应的图。
在图9中，关于与已经说明的实施方式相同的部分，标注与上述附图
相同的附图标记并省略其说明。
如图9所示，本实施方式所涉及的液压挖掘机为如下结构：不具
有旋转用液压马达27，仅利用旋转用电动马达25旋转驱动旋转体20。
因此，控制阀42中也不存在与旋转用液压马达27对应的滑阀61、对
其工作压进行检测的检测器74bL、74bR(均参照图3)。在本实施方
式中，从旋转用电动马达25向旋转转矩运算模块83c输入转矩信号，
在旋转转矩运算模块83c中基于来自旋转用电动马达25的信号而对
旋转用电动马达25的旋转转矩进行运算。
另外，与前述的各实施方式不同，在本实施方式中，当对旋转体
20施加旋转动力时，不使旋转用电动马达25进行再生驱动，当对旋
转体20施加旋转动力时，无论动臂负载如何，始终都使旋转用电动
马达25进行动力运行驱动。例如，在转矩指令值运算模块83d中，
对为了使旋转速度相对于基准旋转速度Ss减少在旋转速度减速量运
算模块83b中运算所得的旋转减速量ΔS而对应当减小的旋转转矩
(转矩补正量ΔT)进行运算，作为转矩指令值而生成从在旋转转矩
运算模块83c中进行运算所得的转矩减去转矩补正量ΔT所得的值、
并将其向动力控制单元50输出。其结果为，在动臂上升操作时，旋
转用电动马达25以与动臂负载相应的旋转转矩而进行动力运行驱动，
以考虑了旋转减速量ΔS的旋转速度驱动旋转旋转体20。当然执行旋
转速度的抑制(将作为零以外的值的旋转减速量ΔS向转矩指令值运
算模块83d输入)的条件与此前的各实施方式相同。
在第1及第2实施方式中，举出将本发明应用于具备旋转用的电
动马达25及液压马达27的液压挖掘机的情况为例进行了说明，但本
发明还能够应用于本实施方式这样的将旋转用液压马达27省略而仅
由电动马达25进行旋转驱动的液压挖掘机。
(第4实施方式)
在第1～第3实施方式中，采用了对与动臂减速量ΔR相应的旋转
减速量ΔS进行运算而对旋转转矩进行补正的结构，但例如还可以考
虑每当执行旋转速度的抑制、基于动臂负载和旋转操作量而对目标的
旋转转矩进行运算的结构。在该情况下，例如预先按每种动臂负载而
设定图10所示那样的旋转操作量与旋转转矩之间的关系，并预先将
这些关系存储于转矩指令值运算模块83d。而且，若构成为向转矩指
令值运算模块83d输入将检测器74a、74d的信号，则在转矩指令值
运算模块83d中基于旋转用杆装置72的操作量及动臂负载而对作为
目标的旋转转矩进行运算。在将该技术思想与第1及第2实施方式进
行组合的情况下，将在旋转转矩运算模块83c中进行运算所得的旋转
转矩与目标值之差作为对旋转用电动马达25进行再生驱动的指令值
(负载转矩)进行运算，并向动力控制单元50输出。在与第3实施
方式组合的情况下，将在旋转转矩运算模块83c中进行运算所得的旋
转转矩基于目标值而进行补正所得的值作为对旋转用电动马达25进
行动力运行驱动的指令值进行运算，并将其向动力控制单元50输出。
此外，图10中仅示出“无动臂负载”、“动臂负载小”、“动
臂负载大”这3种关系线，但动臂负载的参数其实设定得更细，存在
各动臂负载的设定数量的关系线。在旋转速度减速量运算模块83b中，
(效果)
图11是本发明的效果的说明图。
在该图中，横轴表示旋转动臂上升时的从旋转开始的旋转体20
的旋转角度，纵轴表示旋转动臂上升时的从动臂上升开始的动臂31
的上升量。在无动臂负载的情况下，当以规定的旋转操作量及动臂上
升操作量进行旋转动臂上升操作时，考虑动臂31(例如其前端)在自
操作开始起经过了时间A的时刻从位置X0(A0，D0)移动至位置
X1(A1，D2)的情况。即，是以基准旋转速度Ss驱动动臂31旋转、
且使得动臂31以基准动臂上升速度Rs上升的例子，将从位置X0和
位置X1通过的线设为动臂31的基准轨道(参照双点划线)的一例。
然而，若形成为如下结构：在旋转动臂上升时，若无论动臂负载
如何旋转体20都与操作量相应地旋转，则在进行了相同操作的情况
下，虽然旋转角度在经过了时间A的时刻达到A1，但是动臂31仅达
到D1(＜D2)，时间A之后的动臂位置变为位置X1的下方的X2。
若设为为了将铲斗35的装载物倾倒至倾倒车等的搬运车辆的载货台
而必须使动臂31的高度达到D2，则在位置X2无法实施倾倒作业。
此后也持续进行旋转动臂上升操作而使得动臂31的高度在自操作开
始起经过了时间B(＞A)的时刻达到D2，在该情况下，旋转角度达
到A2(＞A1)。即，由于在比基准轨道(双点划线)低的轨道上到
达高度D2的位置X3，因此，若基于操作者的旋转动臂上升操作意欲
在基准轨道进行，那么，因从位置X2通过的轨道是意外的低的轨道
而会使挖掘机构30与搬运车辆的载货台碰撞。
与此相对，在前述的各实施方式中，由于在存在动臂负载的情况
下，旋转动臂上升时的旋转速度得到抑制，因此，若是相同的操作，
则动臂31沿基准轨道移动。与无动臂负载的情况相比，动臂上升速
度及旋转速度均下降，因此，虽然动臂在经过了时间A的时刻仍然处
于基准轨道上的位置X4(高度D1＜D2)，但自操作开始起经过了时
间B之后到达位置X1。
如此，根据上述各实施方式，由于在动臂负载大的情况下动臂
31的动作速度相应地下降，因此能够实现自然的操作感。由此，由于
旋转速度与动臂31的动作速度的减小相应地下降，因此能够抑制动
臂31描绘出意外的低的轨迹而使得挖掘机构30与搬运车辆的载货台
碰撞等的未意料的不良情况。另外，虽然速度与动臂负载相应地变化，
但由于无论动臂负载如何，动臂都在基准轨道移动，因此，即便是不
具有熟练的高超技能的人员，也能够不受作业中的动臂负载的变化的
影响而使动臂31在稳定的轨道上移动。
此外，严格而言，动臂缸32的负载压力根据动臂31的姿势的不
同而改变，无论在上述各实施方式的哪一种方式中，若动臂负载在旋
转动臂上升动作中发生变动，则旋转转矩的减少率均发生变动。图12
中示出考虑了旋转动臂上升动作中的动臂负载的变动的转矩等的变
动的一例。如该图所示，即使动臂上升操作指令ib固定，动臂缸32
的底部压力Pb(实线)也伴随着动臂31的姿势的变化而变动。然而，
在动臂减速量运算模块83a、旋转速度减速量运算部83b中运算的减
速量也追随动臂负载的变化而变动，因此旋转角速度ω的减少率也与
动臂上升量Db的减少率的变动同样地变动，其结果为，能够抑制动
臂31所描绘的轨迹与基准轨迹的偏差(能够抑制Db/ω的变动)。
另外，在前述的第1及第2实施方式中，每当减少旋转速度时都
使旋转用电动马达25进行再生驱动，由此能够获得发电输出，因此
提高了能量效率。
另一方面，在第4实施方式中，由于能够省略对旋转减速量ΔS、
动臂减速量ΔR的运算，因此，与其它实施方式相比，具有能够使算
法简化的优点。
(其它)
在以上的各实施方式中，举出将本发明应用于液压挖掘机的情况
为例进行了说明，但本发明能够应用于具备能够进行俯仰动作的作业
机和旋转体的所有工程机械，本发明还能够应用于具有起重机(作业
机)和旋转体的起重车等的其它工程机械。
附图标记说明
10行驶体
11履带
12履带架
13右行驶用液压马达
14左行驶用液压马达
20旋转体
21旋转架
22发动机
23辅助发电马达
24电容器
25旋转电动马达
26减速器
27旋转液压马达
30挖掘机构
31动臂
32动臂缸
33斗杆
35铲斗
40液压系统
41液压泵
42控制阀
43液压配管
50动力控制单元
51主接触器
61旋转用滑阀
64动臂用滑阀
72旋转操作装置
78动臂操作装置
80控制器
83a动臂减速量运算模块(动臂减速量运算部)
83b旋转速度减速量运算模块(旋转速度减速量运算部)
83d转矩指令值运算模块(转矩指令值运算部)