專利名稱：齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置、齒輪驅(qū)動(dòng)控制方法、旋轉(zhuǎn)控制裝置、以及建設(shè)機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制具有齒隙(backlash)而嚙合的齒輪的驅(qū)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置、齒輪驅(qū)動(dòng)控制方法、具備這樣的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置的旋轉(zhuǎn)控制裝置、以及建設(shè)機(jī)械。
背景技術(shù)：
目前，在具備上部的旋轉(zhuǎn)體的挖掘機(jī)(shovel)等建設(shè)機(jī)械中，該旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成為相對(duì)于機(jī)架經(jīng)由回轉(zhuǎn)圈(swing circle)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
另外，近年來(lái)，還開(kāi)發(fā)出不通過(guò)液壓馬達(dá)而是通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)其他的作業(yè)機(jī)或行駛體的混合型電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
在這樣的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)中，由于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作是通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行的，所以即使在被液壓驅(qū)動(dòng)的懸臂(boom)或旋臂(arm)的上升動(dòng)作的同時(shí)使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)作也不會(huì)對(duì)懸臂或旋臂的上升動(dòng)作帶來(lái)影響。因此，與液壓驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體的情況相比，能夠減少在控制閥等處的損耗，能量效率良好。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2001-11897號(hào)公報(bào)但是，在經(jīng)由回轉(zhuǎn)圈而將旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的情況下，通過(guò)液壓馬達(dá)或電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)與設(shè)置于回轉(zhuǎn)圈的從動(dòng)側(cè)的齒輪嚙合的驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪。由于在從動(dòng)側(cè)的齒輪和馬達(dá)側(cè)的驅(qū)動(dòng)齒輪之間存在齒隙，所以例如在旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)齒輪側(cè)先開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，在齒輪彼此接觸的階段齒隙消除，在從恒速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)開(kāi)始減速的時(shí)點(diǎn)，具備驅(qū)動(dòng)齒輪的旋轉(zhuǎn)體因自身的慣性而要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，所以在齒輪彼此于開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)的相反側(cè)接觸的階段齒隙消除。
然后，由于齒隙消除，從而旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)不連續(xù)地變化時(shí)，產(chǎn)生馬達(dá)側(cè)的控制混亂，損害了作為建設(shè)機(jī)械的乘坐舒適度的問(wèn)題。即，根據(jù)現(xiàn)有的馬達(dá)控制，在齒隙消除的瞬間，出現(xiàn)過(guò)大的輸出轉(zhuǎn)矩，所以旋轉(zhuǎn)體的初始動(dòng)作或初始減速變成急劇的動(dòng)作，操作員感覺(jué)到的沖擊很大。尤其如電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)那樣，在由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的情況下，對(duì)于旋轉(zhuǎn)操作的響應(yīng)性比液壓馬達(dá)好，能夠感覺(jué)到更大的沖擊，希望這種情況得到改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種驅(qū)動(dòng)存在齒隙的齒輪的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)不會(huì)感到齒隙的順暢的驅(qū)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置、齒輪驅(qū)動(dòng)控制方法、具備這樣的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置的旋轉(zhuǎn)控制裝置、以及建設(shè)機(jī)械。
本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置，是控制具有齒隙而嚙合的齒輪的驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪驅(qū)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于，具備齒隙判斷機(jī)構(gòu)，其判斷所述驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪或從動(dòng)側(cè)的齒輪是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)；指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，其存儲(chǔ)用于使所述驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩變化的指令值；轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)，其在判斷為在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)的情況下，設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限以限制齒隙消除時(shí)的驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩；以及輸出控制機(jī)構(gòu)，其在齒隙消除之后，使所述指令值逐漸地變化，以使所述驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)，如此進(jìn)行控制。
此外，此處的輸出轉(zhuǎn)矩是指包括加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及減速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，在齒隙消除時(shí)(齒隙填滿的瞬間)，驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩受到轉(zhuǎn)矩極限的限制，因此不會(huì)輸出過(guò)剩的轉(zhuǎn)矩。而且，之后，由于輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化，所以可進(jìn)行沒(méi)有不協(xié)調(diào)感的旋轉(zhuǎn)體的加減速。因此，抑制齒隙消除時(shí)的沖擊，實(shí)現(xiàn)感覺(jué)不到齒隙的順暢的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
在本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置中，優(yōu)選所述指令值是轉(zhuǎn)矩極限，所述輸出控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)順次改變轉(zhuǎn)矩極限，使所述輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，由于將順次變更的轉(zhuǎn)矩極限作為限度，以使輸出轉(zhuǎn)矩變化，所以能夠沿著該轉(zhuǎn)矩極限順利可靠地使輸出轉(zhuǎn)矩變化。
在本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置中，優(yōu)選所述指令值是根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作而輸出的速度指令值，所述輸出控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)將速度指令值變更為齒隙消除之后即接近于實(shí)際速度的值，使所述輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，由于將速度指令值變更為齒隙消除之后即接近于實(shí)際速度的值，所以速度指令值從該值順次變更，基于該速度指令值輸出轉(zhuǎn)矩也逐漸地變化。另外，此時(shí)，與使轉(zhuǎn)矩極限逐漸地變化、隨之使輸出轉(zhuǎn)矩也變化的所述的本發(fā)明不同，由于不需要擔(dān)心外部噪音對(duì)變化中的轉(zhuǎn)矩極限的影響，所以可對(duì)外部噪音進(jìn)行較強(qiáng)的控制，可靠性提高。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制裝置，是對(duì)通過(guò)具有齒隙而嚙合的齒輪而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行控制的旋轉(zhuǎn)控制裝置，其特征在于，具備控制驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪的驅(qū)動(dòng)的所述的本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，由于具備所述的本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置，所以可得到具有同樣效果的旋轉(zhuǎn)控制裝置。
本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制方法，是控制具有齒隙而嚙合的齒輪的驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪驅(qū)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，判斷所述驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪或從動(dòng)側(cè)的齒輪是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在判斷為在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)的情況下，設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限以限制齒隙消除時(shí)的驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩，在齒隙消除之后，使所述驅(qū)動(dòng)源的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，可得到與所述的本發(fā)明的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置同樣的效果。
本發(fā)明的建設(shè)機(jī)械的特征在于，具備通過(guò)具有齒隙而嚙合的齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體；以及控制該旋轉(zhuǎn)體的所述本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制裝置。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，由于具備所述的本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制裝置，所以可得到具有同樣效果的建設(shè)機(jī)械。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的建設(shè)機(jī)械的俯視圖；圖2是用于說(shuō)明所述第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制裝置以及齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置的圖；圖3是用于說(shuō)明齒隙的圖；圖4是表示轉(zhuǎn)矩極限的生成流程的流程圖；
圖5是表示齒隙判斷方法的流程圖；圖6A是用于具體地說(shuō)明所述第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制方法的圖；圖6B是用于具體地說(shuō)明所述第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制方法的圖；圖7A是放大表示圖6A的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖7B是放大表示圖6B的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖8A是放大表示圖6A的減速開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖8B是放大表示圖6B的減速開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖9是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制裝置以及齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置的圖；圖10是表示轉(zhuǎn)矩極限以及速度指令值的設(shè)定流程的流程圖；圖11A是用于具體地說(shuō)明所述第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制方法的圖；圖11B是用于具體地說(shuō)明所述第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制方法的圖；圖12A是放大表示圖11A的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖12B是放大表示圖11B的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖13A是放大表示圖11A的減速開(kāi)始時(shí)的局部的圖；圖13B是放大表示圖11B的減速開(kāi)始時(shí)的局部的圖。
圖中1-電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)(建設(shè)機(jī)械)；3A-從動(dòng)側(cè)齒輪；4-旋轉(zhuǎn)體；5-電動(dòng)馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)源)；5A-驅(qū)動(dòng)側(cè)齒輪；50-旋轉(zhuǎn)控制裝置；60-齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置；61-齒隙判斷機(jī)構(gòu)；62-指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)；63-轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)；64-輸出控制機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式[1-1]整體結(jié)構(gòu)以下，基于

本發(fā)明的第一實(shí)施方式。
圖1是表示本實(shí)施方式的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)(建設(shè)機(jī)械)1的俯視圖，圖2是用于說(shuō)明在電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1中搭載的旋轉(zhuǎn)控制裝置50以及齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60的圖。
在圖1中，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1具備旋轉(zhuǎn)體4，該旋轉(zhuǎn)體4經(jīng)由回轉(zhuǎn)圈3而被設(shè)置于構(gòu)成下部行駛體2的履帶架(track frame)上，旋轉(zhuǎn)體4通過(guò)利用電動(dòng)馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)源)5對(duì)驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪5A進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪5A與設(shè)置于回轉(zhuǎn)圈3的從動(dòng)側(cè)的齒輪3A嚙合。電動(dòng)馬達(dá)5的電力源省略圖示，是搭載于旋轉(zhuǎn)體4的發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)由未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
在旋轉(zhuǎn)體4上設(shè)置有分別由未圖示的液壓缸驅(qū)動(dòng)的懸臂6、旋臂7以及鏟斗(bucket)8，由它們構(gòu)成可作業(yè)機(jī)9。各液壓缸的液壓源是由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵(未圖示)。因此，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1是具備液壓驅(qū)動(dòng)的作業(yè)機(jī)9和電驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)體4的混合型建設(shè)機(jī)械。
根據(jù)該電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1，如圖2所示，從旋轉(zhuǎn)桿10(通常兼用旋臂7操作用的作業(yè)機(jī)桿)向旋轉(zhuǎn)控制裝置50輸出與傾轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)的桿信號(hào)。然后，旋轉(zhuǎn)控制裝置50基于桿信號(hào)控制電動(dòng)馬達(dá)50的驅(qū)動(dòng)，由此控制旋轉(zhuǎn)體4的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
具體地說(shuō)，該桿信號(hào)首先被輸入到旋轉(zhuǎn)控制裝置50的速度指令值生成機(jī)構(gòu)51，在此被轉(zhuǎn)換成速度指令值ωtar。速度指令值ωtar和被反饋的電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact的偏差，通過(guò)與速度增益K的乘法運(yùn)算而被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩指令值Ttar。因此，即使在較大傾斜旋轉(zhuǎn)桿10，實(shí)際速度也沒(méi)有提高的情況下，進(jìn)行控制以增大轉(zhuǎn)矩指令值Ttar接近于速度指令值ωtar。但是，這樣的控制是基于一般的P(Proportional比例)控制的速度控制。轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)矩指令值Ttar輸出到逆變器(inverter)52。另外，在旋轉(zhuǎn)控制裝置50中具備用于控制齒輪5A的驅(qū)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60，在此設(shè)定的電動(dòng)馬達(dá)5的轉(zhuǎn)矩極限(指令值)Tlim也被輸出到逆變器52。
逆變器52具有比較器部分，如圖2所示，對(duì)基于輸入的桿信號(hào)的轉(zhuǎn)矩指令值Ttar和由齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60求得的轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值進(jìn)行比較，選擇小的一方。因此，在旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)和減速開(kāi)始時(shí)，由齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60求得的微小狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值、以及設(shè)為可變的轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值作為電動(dòng)馬達(dá)5的最終指令值而被選擇。
由此，旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)和減速開(kāi)始時(shí)的、因齒隙引起的不連續(xù)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作得到改善，降低操作員所感覺(jué)到的沖擊。如此，轉(zhuǎn)矩極限Tlim稱作對(duì)電動(dòng)馬達(dá)5的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行指令的值，在這一點(diǎn)上是和轉(zhuǎn)矩指令值Ttar同次的指令值。逆變器52將該最終的指令值轉(zhuǎn)換為電流值以及電壓值，以速度指令值ωtar驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)5。
齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)接著，對(duì)于齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60的結(jié)構(gòu)，基于圖2以及圖3進(jìn)行說(shuō)明。
齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60，根據(jù)從動(dòng)側(cè)齒輪3A和驅(qū)動(dòng)側(cè)齒輪5A的嚙合狀態(tài)，通過(guò)控制電動(dòng)馬達(dá)5的驅(qū)動(dòng)來(lái)控制齒輪5A的驅(qū)動(dòng)。為此，本實(shí)施方式的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60，如圖2所示，具備齒隙判斷機(jī)構(gòu)61、指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62、轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63、以及輸出控制機(jī)構(gòu)64。
齒隙判斷機(jī)構(gòu)61，基于被反饋的電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact和輸出轉(zhuǎn)矩Tm，判斷齒輪5A是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)。由此，能夠判斷齒隙是否被消除。在此，“在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)”，如圖3所示，是指在齒輪3A和齒輪5A沒(méi)有接觸的狀態(tài)，即，在間隙S1≠0、且間隙S2≠0的狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)。另外，“齒隙消除”是指由于齒輪3A和齒輪5A的相對(duì)速度差、間隙填滿一側(cè)的齒面彼此接觸的狀態(tài)。例如，圖3中，在齒輪5A順時(shí)針加速的情況下，由于齒輪3A和齒輪5A的相對(duì)速度差，間隙S1填滿，因此是間隙S1＝0的狀態(tài)，在齒輪5A順時(shí)針減速的情況下，間隙S2填滿，因此是間隙S2＝0的狀態(tài)。
回到圖2，指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62存儲(chǔ)輸出到逆變器52的比較器部分的轉(zhuǎn)矩極限Tlim。
轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63，根據(jù)齒隙判斷機(jī)構(gòu)61的判斷結(jié)果，進(jìn)行轉(zhuǎn)矩極限Tlim的設(shè)定。具體地說(shuō)，對(duì)于轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63而言，在轉(zhuǎn)矩極限機(jī)構(gòu)63判斷為在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將轉(zhuǎn)矩極限Tlim設(shè)定為規(guī)定的值，并限制電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩Tm。
輸出控制機(jī)構(gòu)64，根據(jù)齒隙判斷機(jī)構(gòu)61的判斷結(jié)果，改變轉(zhuǎn)矩極限Tlim。即，輸出控制機(jī)構(gòu)64，在轉(zhuǎn)矩極限機(jī)構(gòu)63判斷為沒(méi)有在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，即齒隙消除之后，使轉(zhuǎn)矩極限Tlim從指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62的存儲(chǔ)值Tmem順次改變，控制電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩使其逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置中的轉(zhuǎn)矩極限的生成流程接著，對(duì)于齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置中的轉(zhuǎn)矩極限的生成流程，參照?qǐng)D4以及圖5的流程圖進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4所示，齒隙判斷機(jī)構(gòu)61，在旋轉(zhuǎn)體4的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)或減速開(kāi)始時(shí)，判斷驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪5A是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)(ST1)。
具體地說(shuō)，如圖5所示，首先，判斷電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩Tm是否比在電動(dòng)馬達(dá)5的空轉(zhuǎn)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩Tfree上加上了規(guī)定值α之后的值小，即是否與加速轉(zhuǎn)矩Tfree大致相等(ST11)。接著，在大致相等的情況下，判斷電動(dòng)馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)加速度am是否在規(guī)定值aa以上(ST12)。在處于規(guī)定值aa以上的情況下，判斷為齒輪5A在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)(ST13)。即，在基本不輸出轉(zhuǎn)矩而加速或減速的情況下，判斷為齒輪5A在齒隙內(nèi)空轉(zhuǎn)，即處于齒隙內(nèi)。在此，空轉(zhuǎn)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩Tfree是通過(guò)構(gòu)成電動(dòng)馬達(dá)5的轉(zhuǎn)子的慣性矩和旋轉(zhuǎn)加速度am的乘積而求得的。
另一方面，在ST11中，在輸出轉(zhuǎn)矩Tm大于在電動(dòng)馬達(dá)5的空轉(zhuǎn)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩Tfree上加上了規(guī)定值α之后的值的情況下，判斷為在齒輪接觸狀態(tài)下加速或減速，即齒隙消除(ST14)。另外，在ST12，在基本不輸出輸出轉(zhuǎn)矩Tm，且旋轉(zhuǎn)加速度am也在規(guī)定值以下的情況下，判斷為在齒隙消除了的狀態(tài)下恒速旋轉(zhuǎn)，即還是齒輪接觸狀態(tài)(ST14)。
回到圖4，轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63，在ST1中判斷為齒輪5A在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將電動(dòng)馬達(dá)5能夠輸出的最大轉(zhuǎn)矩即轉(zhuǎn)矩極限Tlim，從通常時(shí)的MAX值Tmax限制到規(guī)定的微小值Ta(ST2)，將限制后的轉(zhuǎn)矩極限的值輸出到逆變器52的比較器部分。向該微小值Ta的限制，在齒隙消除之后，還持續(xù)直到經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的期間。
另一方面，在判斷為齒輪5A和齒輪3A的齒隙消除，處于齒輪接觸狀態(tài)的情況下，輸出控制機(jī)構(gòu)64判斷指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62的存儲(chǔ)值Tmem是否小于Tmax，即判斷是否進(jìn)行基于轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63的轉(zhuǎn)矩極限的限制(ST3)。在沒(méi)有進(jìn)行的情況下，適用通常的MAX值Tmax(ST5)。另一方面，在齒隙消除并剛經(jīng)過(guò)了所述的規(guī)定時(shí)間之后的最初的判斷階段，由于轉(zhuǎn)矩極限Tlim被限定為微小值Ta，所以ST3中的判斷為“Y”，進(jìn)入ST4。
在ST4中，如果為旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，則使微小值Ta的轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值向上限側(cè)變化一定值ΔT，如果為減速開(kāi)始時(shí)，則使其向下限側(cè)變化一定值ΔT，在限制了轉(zhuǎn)矩極限的狀態(tài)下返回ST1。包含在此求出的值的最終的轉(zhuǎn)矩極限Tlim作為T(mén)mem由指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62存儲(chǔ)(ST6)。因此，此后，從ST1繼續(xù)到ST3、ST4，如果為旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)，則轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值從存儲(chǔ)值Tmem逐漸地以一定值ΔT向上限側(cè)順次改變，如果為減速開(kāi)始時(shí)，則轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值從存儲(chǔ)值Tmem逐漸地以一定值ΔT向下限側(cè)順次改變。然后，轉(zhuǎn)矩極限Tlim的改變進(jìn)行到值達(dá)到上限或下限的MAX值。
基于齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置的控制方法接著，參照?qǐng)D6至圖8，對(duì)于基于齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置60的控制方法，一邊表示與旋轉(zhuǎn)控制裝置50的關(guān)系一邊進(jìn)行說(shuō)明。
圖6A是表示使處于靜止?fàn)顟B(tài)的旋轉(zhuǎn)體4的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始，在進(jìn)行了恒速旋轉(zhuǎn)之后，使其停止時(shí)的一系列的操作的桿信號(hào)、速度指令值ωtar、電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact的圖，圖6B是表示在該操作中設(shè)定的轉(zhuǎn)矩極限Tlim、實(shí)際的輸出轉(zhuǎn)矩Tm的圖。圖7A以及圖7B是放大表示圖6A以及圖6B中的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的主要部分的圖，圖8A以及圖8B是放大表示圖6A以及圖6B中的減速開(kāi)始時(shí)的主要部分的圖。此外，圖7A以及圖8A還表示了旋轉(zhuǎn)體4的實(shí)際速度即旋轉(zhuǎn)體速度。
在圖6A以及圖7A中，若使旋轉(zhuǎn)桿10傾轉(zhuǎn)，則桿信號(hào)大致呈直角地上升，被輸入到速度指令值生成機(jī)構(gòu)51(箭頭a)。若被輸入，則速度指令值生成機(jī)構(gòu)51大致線性地使速度指令值ωtar增加，并且隨之電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact也上升。但是，若在齒輪5A和齒輪3A之間存在齒隙，則如圖7A放大所示，在齒輪5A于該齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)期間，旋轉(zhuǎn)體速度為零，旋轉(zhuǎn)體4不旋轉(zhuǎn)。
而且，在箭頭b處，齒輪5A與齒輪3A接觸，齒隙消除時(shí)，施加于電動(dòng)馬達(dá)5的負(fù)荷急速增加，所以速度指令值ωtar繼續(xù)增加，但電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact暫時(shí)變?yōu)榱?箭頭c)。此后，從該箭頭c的位置，實(shí)際速度再次上升，旋轉(zhuǎn)體4實(shí)際也開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。
利用圖6B以及圖7B說(shuō)明此時(shí)的轉(zhuǎn)矩極限以及電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際的輸出轉(zhuǎn)矩Tm。首先，在剛輸入桿信號(hào)之后，通過(guò)齒隙判斷機(jī)構(gòu)61，判斷齒輪5A在齒隙內(nèi)的旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63將至此的上限的MAX值Tmax的轉(zhuǎn)矩極限限制為零附近的微小值Ta(箭頭a)。另外，在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)際速度ωact幾乎不延遲地追隨速度指令值ωtar，而且對(duì)電動(dòng)馬達(dá)5幾乎不施加負(fù)荷，因此，輸出轉(zhuǎn)矩(以下稱為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)也成為極微小的值。而且，在箭頭b處，齒隙消除時(shí)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩被一下子輸出，但由于轉(zhuǎn)矩極限Tlim被限制為微小值Ta，所以不會(huì)輸出在其以上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此后，轉(zhuǎn)矩極限Tlim的微小狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間t，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩受到抑制。
接著，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間t之后(箭頭d)，輸出控制機(jī)構(gòu)64啟動(dòng)，逐漸改變轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值。于是，如圖7A所示，由于速度指令值ωtar和實(shí)際速度ωact的偏差大，所以對(duì)逆變器52的比較器輸入大的轉(zhuǎn)矩指令值Ttar，但由于轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值被限制在具有一定梯度的狀態(tài)，因此在比較器中選擇更小轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值的一方，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩沿著該轉(zhuǎn)矩極限Tlim順利地逐漸變化。
回到圖6A以及圖6B，若將旋轉(zhuǎn)桿10維持在規(guī)定的角度，則速度指令值ωtar恒定，電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact也恒定，旋轉(zhuǎn)體4進(jìn)入恒速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。這期間，轉(zhuǎn)矩極限的Tlim值變化到上限的MAX值Tmax，另外，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩在被維持為恒定之后，與旋轉(zhuǎn)體4的恒速旋轉(zhuǎn)同時(shí)返回到近似零。這是因?yàn)樵诤闼傩D(zhuǎn)中，對(duì)電動(dòng)馬達(dá)5幾乎不施加負(fù)荷。
與以上相反，在旋轉(zhuǎn)體4的減速開(kāi)始時(shí)，如圖6A以及圖8A所示，若使傾轉(zhuǎn)后的旋轉(zhuǎn)桿10返回到空檔位置，則桿信號(hào)近似直角地下降(箭頭e)。由此，若被輸入，則速度指令值生成機(jī)構(gòu)51近似線性地使速度指令值ωtar減少，并且隨之電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact也下降。但是，在減速時(shí)，即便使齒輪5A減速，旋轉(zhuǎn)體4本身因其慣性也不會(huì)減速，因此，如圖8A放大所示，在齒輪5A于齒輪5A和齒輪3A之間的齒隙內(nèi)移動(dòng)期間，旋轉(zhuǎn)體速度被維持在恒速。
而且，在箭頭f處，齒輪5A與齒輪3A接觸，齒隙消除時(shí)，對(duì)齒輪5A作用促進(jìn)電動(dòng)馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)的力，所以速度指令值ωtar繼續(xù)減少，另一方面，電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact返回到恒速(箭頭g)。之后，從該箭頭g的位置，實(shí)際速度再次下降，旋轉(zhuǎn)體4實(shí)際上速度也下降。
對(duì)于此時(shí)的轉(zhuǎn)矩極限Tlim以及電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際的輸出轉(zhuǎn)矩Tm，利用圖6B以及圖8B進(jìn)行說(shuō)明。首先，在通過(guò)齒隙判斷機(jī)構(gòu)61，判斷齒輪5A在齒隙內(nèi)的旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63將至此的下限的MAX值Tmax的轉(zhuǎn)矩極限改變?yōu)榱愀浇奈⑿≈礣a(箭頭e)。另外，在齒隙內(nèi)的旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于實(shí)際速度ωact幾乎不延遲地追隨速度指令值ωtar，而且沒(méi)有作用促進(jìn)電動(dòng)馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)的方向的力，因此制動(dòng)用的輸出轉(zhuǎn)矩(以下稱為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)也變?yōu)闃O微小的值。而且，在箭頭f處，齒隙消除時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩一下子輸出，但由于轉(zhuǎn)矩極限Tlim被限制為微小，所以不會(huì)輸出在其以上的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此后，轉(zhuǎn)矩極限Tlim的微小狀態(tài)繼續(xù)規(guī)定時(shí)間t，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩受到抑制。
接著，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間t之后(箭頭h)，輸出控制機(jī)構(gòu)64啟動(dòng)，按一定值逐漸地改變轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值。于是，如圖8A所示，由于速度指令值ωtar和實(shí)際速度ωact的偏差大，所以對(duì)逆變器52的比較器輸入大的轉(zhuǎn)矩指令值Ttar，但由于轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值被限制在具有一定梯度的狀態(tài)，因此，在比較器中選擇更小轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值的一方，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩沿著該轉(zhuǎn)矩極限Tlim順利地逐漸變化。
回到圖6A以及圖6B，若將旋轉(zhuǎn)桿10返回到空檔，則速度指令值ωtar變?yōu)榱?，電?dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact也變?yōu)榱悖D(zhuǎn)體4停止。這期間，轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值變化到下限的MAX值Tmax，另外，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩在被維持為恒定之后，與旋轉(zhuǎn)體4的停止同時(shí)返回到近似零。
本實(shí)施方式的效果根據(jù)這樣的本實(shí)施方式，具有以下的效果。
(1)在搭載于電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1的旋轉(zhuǎn)控制裝置50上，設(shè)置有齒隙判斷機(jī)構(gòu)61以及轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63，在齒隙消除時(shí)，由于電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩(驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)被轉(zhuǎn)矩極限Tlim限制，因此，能夠防止輸出過(guò)剩的轉(zhuǎn)矩。而且，之后，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)控制裝置50中設(shè)置的輸出控制機(jī)構(gòu)64，電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩Tm逐漸地變化，因此，能夠進(jìn)行沒(méi)有不協(xié)調(diào)感的旋轉(zhuǎn)體4的加減速。因此，能夠抑制齒隙消除時(shí)的沖擊，能夠?qū)崿F(xiàn)不會(huì)感到齒隙的順利的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
(2)由于輸出控制機(jī)構(gòu)64將順次變更的轉(zhuǎn)矩極限Tlim作為限度來(lái)使輸出轉(zhuǎn)矩Tm產(chǎn)生變化，所以能夠沿著該轉(zhuǎn)矩極限順利可靠地使輸出轉(zhuǎn)矩Tm變化。
(3)本實(shí)施方式的建設(shè)機(jī)械，由于是通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)5使旋轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1，所以如果是以往，則旋轉(zhuǎn)操作時(shí)的響應(yīng)性過(guò)高，可明顯感到齒隙的存在，但通過(guò)搭載所述的旋轉(zhuǎn)控制裝置50，完全感受不到這樣的感覺(jué)，能夠在其他部分充分地活用該良好的響應(yīng)性。因此，將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)控制裝置50搭載于電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1的優(yōu)點(diǎn)非常大。
圖9是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制裝置50以及齒輪驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)60的圖，圖10表示控制流程。此外，在這些圖中，對(duì)于與所述的第一實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào)，在此省略或簡(jiǎn)化其說(shuō)明。
在圖9、圖10中，在本實(shí)施方式中，輸出控制機(jī)構(gòu)64的功能與第一實(shí)施方式相比有較大不同。另外，在指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62存儲(chǔ)速度指令值而不存儲(chǔ)轉(zhuǎn)矩極限的這一點(diǎn)上也與第一實(shí)施方式不同。
本實(shí)施方式的輸出控制機(jī)構(gòu)64，作為速度指令值生成機(jī)構(gòu)51的一部分設(shè)置，在圖10所示的ST3中，首先判斷是否是齒隙剛被消除。若上次的判斷不是剛被消除，則返回到最初。當(dāng)然此時(shí)的轉(zhuǎn)矩極限Tlim會(huì)返回到通常的MAX值Tmax。另一方面，在齒隙消除并剛經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間之后的最初的判斷階段，轉(zhuǎn)矩極限Tlim還是會(huì)返回到通常的MAX值Tmax，但由于之前是在齒隙內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，所以ST3中的判斷為“Y”，進(jìn)入到ST4。
在ST4中，在齒隙剛消除之后，使速度指令值ωtar滑動(dòng)變更為電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact附近的大致相同值，從該值如以往那樣利用在指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62中存儲(chǔ)的存儲(chǔ)值，基于桿信號(hào)使速度指令值ωtar順次變化。即，在第一實(shí)施方式中，通過(guò)使轉(zhuǎn)矩極限Tlim順次改變，順利地輸出了輸出轉(zhuǎn)矩或制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但在本實(shí)施方式中，使速度指令值ωtar滑動(dòng)改變，從此使其進(jìn)行變化，從而實(shí)現(xiàn)了同樣的功能。
參照?qǐng)D11至圖13對(duì)此進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。
在圖11A以及圖12A中，在桿信號(hào)輸入到速度指令值生成機(jī)構(gòu)51之后(箭頭a)，在判斷為在齒隙內(nèi)時(shí)，在該齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)期間，輸出控制機(jī)構(gòu)64如通常那樣生成由桿信號(hào)決定的速度指令值ωtar并將其輸出。其結(jié)果是，電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩Tm，如圖11B以及圖12B所示，與第一實(shí)施方式同樣地被維持在極微小的值。當(dāng)然，在此期間，轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值也和第一實(shí)施方式同樣地被設(shè)定成微小值。
此后，若齒輪5A和齒輪3A接觸，齒隙消除(箭頭b)，則實(shí)際速度ωact變?yōu)榱愕耐瑫r(shí)，輸出控制機(jī)構(gòu)64使速度指令值ωtar滑動(dòng)改變到接近于實(shí)際速度ωact的零附近(箭頭c)。然后，在滑動(dòng)完成之后，若利用存儲(chǔ)在指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)62的存儲(chǔ)值使速度指令值ωtar基于桿信號(hào)產(chǎn)生變化，則實(shí)際速度ωact也追隨其進(jìn)行變化。該變化進(jìn)行到速度指令值ωtar返回到通常的指令值(圖10A)。
另一方面，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩極限的值，在經(jīng)過(guò)齒隙消除的規(guī)定時(shí)間t之后改變?yōu)橥ǔ５腗AX值Tmax，但輸出轉(zhuǎn)矩(驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)由于速度指令值ωtar和實(shí)際速度ωact的偏差小，所以成為由桿信號(hào)決定的值而逐漸地變化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)順利的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始操作。
另外，減速時(shí)的控制，如圖13A、圖13B放大所示那樣，若在箭頭f處齒隙消除，則輸出控制機(jī)構(gòu)64，在電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度ωact以維持原來(lái)的恒速的方式返回的同時(shí)，使速度指令值ωtar滑動(dòng)改變?yōu)楹蛯?shí)際速度ωact大致相同的值(箭頭g)。其結(jié)果是，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間t之后，轉(zhuǎn)矩極限Tlim的值返回到通常的MAX值Tmax(箭頭h)，輸出轉(zhuǎn)矩(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)成為由桿信號(hào)決定的值而逐漸地變化。
在這樣的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)控制裝置50中，雖然省略了說(shuō)明，但與第一實(shí)施方式同樣地，由于具備齒隙判斷機(jī)構(gòu)61以及轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)63，所以能夠同樣地得到所述的(1)、(3)的效果。另外，根據(jù)本實(shí)施方式的特有的結(jié)構(gòu)，具有以下的效果。
(4)在本實(shí)施方式中，將速度指令值ωtar改變?yōu)榻咏趯?shí)際速度ωact的值，從此基于桿信號(hào)使其變化，所以對(duì)應(yīng)于該速度指令值ωtar，也能夠逐漸地使輸出轉(zhuǎn)矩Tm變化。而且，此時(shí)，與如第一實(shí)施方式那樣逐漸地改變轉(zhuǎn)矩極限Tlim、隨之還使輸出轉(zhuǎn)矩Tm變化有所不同，能夠消除外部噪音對(duì)變化中的轉(zhuǎn)矩極限Tlim的影響，所以能夠?qū)ν獠吭胍暨M(jìn)行較強(qiáng)的控制，提高可靠性。
此外，本發(fā)明并不限定于所述實(shí)施方式，還包括可達(dá)到本發(fā)明目的的其他結(jié)構(gòu)等，如下所示的變形等也包含于本發(fā)明。
例如，在所述各實(shí)施方式中，利用電動(dòng)馬達(dá)5的輸出轉(zhuǎn)矩Tm來(lái)判斷齒輪5A是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)，但也可以不用輸出轉(zhuǎn)矩Tm，而利用輸出到電動(dòng)馬達(dá)5的電流值。
另外，在圖4的ST11中，在輸出轉(zhuǎn)矩Tm和空轉(zhuǎn)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩Tfree大致相等時(shí)，進(jìn)入到ST12，但也可以在輸出轉(zhuǎn)矩Tm小于規(guī)定閾值的情況下，或在所述電流值小于規(guī)定閾值的情況下，或在速度增益K較小時(shí)，速度指令值ωtar和實(shí)際速度ωact的偏差小于規(guī)定閾值的情況下，進(jìn)入到ST12。
進(jìn)而，還可以將檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)體4的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始之后的一定時(shí)間、判斷為從恒速旋轉(zhuǎn)操作進(jìn)一步進(jìn)行了加速旋轉(zhuǎn)操作之后的一定期間、在判斷為從恒速旋轉(zhuǎn)操作或加速旋轉(zhuǎn)操作進(jìn)行了減速旋轉(zhuǎn)操作之后的一定期間等，分別作為齒隙內(nèi)而確定。
此外，在設(shè)置了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體4本身的旋轉(zhuǎn)速度(圖7A、圖13A的旋轉(zhuǎn)體速度)的速度傳感器時(shí)，在電動(dòng)馬達(dá)5的實(shí)際速度和旋轉(zhuǎn)體4的實(shí)際速度的偏差大于規(guī)定閾值時(shí)，可以判斷為在齒隙內(nèi)。
在所述各實(shí)施方式中，說(shuō)明了具備電動(dòng)馬達(dá)5的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)1，但作為本發(fā)明的建設(shè)機(jī)械，并不限定于此，也可以是通常的液壓挖掘機(jī)。因此，作為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)源，并不限定于電動(dòng)馬達(dá)5，也可以是液壓馬達(dá)等。
此外，本發(fā)明主要是針對(duì)特定的實(shí)施方式進(jìn)行特別的圖示，且進(jìn)行了說(shuō)明，但只要不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想以及目的范圍，對(duì)以上所述的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以施加各種變形。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明可適用于具有齒隙而嚙合的齒輪的驅(qū)動(dòng)，并且還可適用于經(jīng)由這樣的齒輪來(lái)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成的所謂建設(shè)機(jī)械。
權(quán)利要求
1.一種齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置(60)，其控制具有齒隙而嚙合的齒輪(3A、5A)的驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(5A)驅(qū)動(dòng)，其特征在于，具備齒隙判斷機(jī)構(gòu)(61)，其判斷所述驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(5A)或從動(dòng)側(cè)的齒輪(3A)是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)；指令值存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)(62)，其存儲(chǔ)用于使所述驅(qū)動(dòng)源(5)的輸出轉(zhuǎn)矩變化的指令值；轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)(63)，其在判斷為在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)的情況下，設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限以限制齒隙消除時(shí)的驅(qū)動(dòng)源(5)的輸出轉(zhuǎn)矩；以及輸出控制機(jī)構(gòu)(64)，其在齒隙消除之后，使所述指令值逐漸地變化，以使所述驅(qū)動(dòng)源(5)的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)，如此進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置(60)，其特征在于，所述指令值是轉(zhuǎn)矩極限，所述輸出控制機(jī)構(gòu)(64)，通過(guò)順次改變轉(zhuǎn)矩極限，使所述輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置(60)，其特征在于，所述指令值是根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作而輸出的速度指令值，所述輸出控制機(jī)構(gòu)(64)，通過(guò)將速度指令值變更為齒隙消除之后即接近于實(shí)際速度的值，使所述輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
4.一種旋轉(zhuǎn)控制裝置(50)，其對(duì)通過(guò)具有齒隙而嚙合的齒輪(3A、5A)而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體(4)進(jìn)行控制，其特征在于，具備對(duì)驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(5A)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置(60)。
5.一種齒輪驅(qū)動(dòng)控制方法，其控制具有齒隙而嚙合的齒輪(3A、5A)的驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(5A)驅(qū)動(dòng)，其特征在于，判斷所述驅(qū)動(dòng)側(cè)的齒輪(5A)或從動(dòng)側(cè)的齒輪(3A)是否在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在判斷為在齒隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)的情況下，設(shè)定轉(zhuǎn)矩極限以限制齒隙消除時(shí)的驅(qū)動(dòng)源(5)的輸出轉(zhuǎn)矩，在齒隙消除之后，使所述驅(qū)動(dòng)源(5)的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化到上限側(cè)或下限側(cè)。
6.一種建設(shè)機(jī)械(1)，其特征在于，具備通過(guò)具有齒隙而嚙合的齒輪(3A、5A)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體(4)；以及控制該旋轉(zhuǎn)體(4)的權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)控制裝置(50)。
全文摘要
一種電動(dòng)旋轉(zhuǎn)挖掘機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制裝置(50)，其中設(shè)置了具備齒隙判斷機(jī)構(gòu)(61)以及轉(zhuǎn)矩極限設(shè)定機(jī)構(gòu)(63)的齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置(60)。由此，在齒隙消除時(shí)，由于電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩被轉(zhuǎn)矩極限限制，所以可防止輸出過(guò)剩的轉(zhuǎn)矩。而且，之后，通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)控制裝置(60)的輸出控制機(jī)構(gòu)(64)，輸出轉(zhuǎn)矩逐漸地變化。因此，可沒(méi)有不協(xié)調(diào)感地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)體的加減速。因此，可抑制齒隙消除時(shí)的沖擊，能夠?qū)崿F(xiàn)感覺(jué)不到齒隙的順暢的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
文檔編號(hào)H02P29/00GK101023281SQ200580031888
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
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