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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】5727630
(24)【登録日】2015年4月10日
(45)【発行日】2015年6月3日
(54)【発明の名称】作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法
(51)【国際特許分類】
F02D 29/00 20060101AFI20150514BHJP
F02D 29/04 20060101ALI20150514BHJP
【ＦＩ】
F02D29/00 B
F02D29/04 H
【請求項の数】7
【全頁数】29
(21)【出願番号】特願2013-553715(P2013-553715)
(86)(22)【出願日】2013年5月31日
(86)【国際出願番号】JP2013065288
【審査請求日】2013年11月25日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(72)【発明者】
【氏名】村上 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】河口 正
【審査官】
竹下 和志
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−０７４４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−０１１５０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１５７９３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１２１２６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１１２５２８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ０２Ｄ ２９／００
Ｆ０２Ｄ ２９／０４
Ｅ０２Ｆ ９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンと、少なくともエンジンの動力によって駆動する作業機と、少なくとも作業機の操作を行う操作レバーとを有する作業機械のエンジン制御装置において、
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成部と、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算部と、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能部と、
前記ラッチ機能部が出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算部と、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジンコントローラと、
を備え、
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない場合、入力される前記レバー操作総和量の減少変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が減少したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、入力される前記レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が増大したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成しないヒステリシス処理を行うヒステリシス処理部を有することを特徴とする作業機械のエンジン制御装置。
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成部と、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算部と、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能部と、
前記ラッチ機能部が出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算部と、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジンコントローラと、
を備え、
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない場合、入力される前記レバー操作総和量の減少変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が減少したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、入力される前記レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が増大したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成しないヒステリシス処理を行うヒステリシス処理部を有することを特徴とする作業機械のエンジン制御装置。
【請求項2】
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えた場合、前記エンジン出力減少許容情報を生成しないことを特徴とする請求項１に記載の作業機械のエンジン制御装置。
【請求項3】
エンジンと、少なくともエンジンの動力によって駆動する作業機と、少なくとも作業機の操作を行う操作レバーとを有する作業機械のエンジン制御装置において、
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成部と、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算部と、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能部と、
前記ラッチ機能部が出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算部と、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジンコントローラと、
を備え、
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えた場合、前記エンジン出力減少許容情報を生成しない処理を行い、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えない場合、前記レバー操作総和量に基づいて、前記レバー操作総和量が減少している間、前記エンジン出力減少許容情報を生成する処理を行う演算処理部を有することを特徴とする作業機械のエンジン制御装置。
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成部と、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算部と、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能部と、
前記ラッチ機能部が出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算部と、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジンコントローラと、
を備え、
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えた場合、前記エンジン出力減少許容情報を生成しない処理を行い、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えない場合、前記レバー操作総和量に基づいて、前記レバー操作総和量が減少している間、前記エンジン出力減少許容情報を生成する処理を行う演算処理部を有することを特徴とする作業機械のエンジン制御装置。
【請求項4】
一時的なエンジン出力の増大を指示するワンタッチパワーアップ信号を出力するワンタッチパワーアップボタンを備え、
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、前記ワンタッチパワーアップ信号が入力されている間、前記エンジン出力減少許容情報を生成しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の作業機械のエンジン制御装置。
前記エンジン出力減少許容情報生成部は、前記ワンタッチパワーアップ信号が入力されている間、前記エンジン出力減少許容情報を生成しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の作業機械のエンジン制御装置。
【請求項5】
前記エンジン目標出力演算部は、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、エンジン目標出力が増大する方向の演算処理を行わないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の作業機械のエンジン制御装置。
【請求項6】
エンジンと、少なくともエンジンの動力によって駆動する作業機と、少なくとも作業機の操作を行う操作レバーとを有する作業機械のエンジン制御方法において、
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成ステップと、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算ステップと、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能ステップと、
前記ラッチ機能ステップが出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算ステップと、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジン制御ステップと、
を含み、
前記エンジン出力減少許容情報生成ステップは、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない場合、入力される前記レバー操作総和量の減少変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が減少したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、入力される前記レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が増大したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成しないヒステリシス処理を行うヒステリシス処理ステップを含むことを特徴とする作業機械のエンジン制御方法。
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成ステップと、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算ステップと、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能ステップと、
前記ラッチ機能ステップが出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算ステップと、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジン制御ステップと、
を含み、
前記エンジン出力減少許容情報生成ステップは、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない場合、入力される前記レバー操作総和量の減少変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が減少したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、入力される前記レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が増大したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成しないヒステリシス処理を行うヒステリシス処理ステップを含むことを特徴とする作業機械のエンジン制御方法。
【請求項7】
エンジンと、少なくともエンジンの動力によって駆動する作業機と、少なくとも作業機の操作を行う操作レバーとを有する作業機械のエンジン制御方法において、
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成ステップと、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算ステップと、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能ステップと、
前記ラッチ機能ステップが出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算ステップと、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジン制御ステップと、
を含み、
前記エンジン出力減少許容情報生成ステップは、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えた場合、前記エンジン出力減少許容情報を生成しない処理を行い、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えない場合、前記レバー操作総和量に基づいて、前記レバー操作総和量が減少している間、前記エンジン出力減少許容情報を生成する処理を行う演算処理ステップを含むことを特徴とする作業機械のエンジン制御方法。
操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成ステップと、
エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算ステップと、
前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能ステップと、
前記ラッチ機能ステップが出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算ステップと、
前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジン制御ステップと、
を含み、
前記エンジン出力減少許容情報生成ステップは、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えた場合、前記エンジン出力減少許容情報を生成しない処理を行い、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えない場合、前記レバー操作総和量に基づいて、前記レバー操作総和量が減少している間、前記エンジン出力減少許容情報を生成する処理を行う演算処理ステップを含むことを特徴とする作業機械のエンジン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、油圧ショベル、ブルドーザ、ダンプトラック、ホイールローダなどの建設機械を含む作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法に関するものである。【背景技術】
【0002】
作業機械に用いられるディーゼルエンジン（以下、エンジン）のエンジン制御において、作業機械のオペレータが、運転室内に設けられた燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）を任意に設定すると、エンジンコントローラは、燃料噴射システムに対し、設定に応じた燃料噴射量をエンジンに噴射するための制御信号を出力する。そして、エンジンコントローラは、燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）で設定されたエンジン目標回転数が維持されるように、作業機械に取り付けられた作業機の負荷変動に対応した制御信号を燃料噴射システムに出力し、エンジン回転数を調整する。また、エンジンコントローラあるいはポンプコントローラは、エンジン目標回転数に応じた油圧ポンプの目標吸収トルクを算出する。この目標吸収トルクは、エンジンの出力馬力と油圧ポンプの吸収馬力とが釣り合うように設定される。【0003】
通常のエンジン制御について、図２４を用いて説明する。エンジンは、エンジンの最大出力トルク線Ｐ１と最大のエンジン回転数から引かれるエンジンドループ線Ｆｅから成り立つ、エンジン出力トルク線ＴＬを超えないように制御される。そして、エンジンコントローラは、たとえば作業機械が油圧ショベルなどの場合、上部旋回体の旋回動作や作業機動作のために操作される操作レバーの操作量と作業機等の負荷とに応じてエンジン回転数を変化させるための制御信号を生成する。たとえば、エンジン目標回転数がＮ２に設定されている状態で土砂等の掘削操作が行われると、エンジンがアイドリング動作している時のエンジン回転数（アイドリング回転数Ｎ１）からエンジン目標回転数Ｎ２に移行する。この際、燃料噴射システムは、エンジンコントローラからの制御信号を受けて、この移行に応じて燃料をエンジンに噴射し、作業機動作等が行われて負荷が増加すると、エンジン回転数とエンジン出力トルクとが、可変容量型油圧ポンプ（典型的には斜板式油圧ポンプ）のポンプ吸収トルク線ＰＬとエンジン出力トルク線ＴＬの交点に相当する、マッチング点Ｍ１に到達するように、エンジン回転数が移行する。なお、定格点Ｐでは、エンジン出力は最大となる。【0004】
ここで、エンジンの燃費効率および油圧ポンプのポンプ効率を改善するため、図２５に示すように、燃料消費率の良い領域を通る目標エンジン運転線（目標マッチングルート）ＭＬを設け、この目標マッチングルートＭＬ上にエンジン出力とポンプ吸収トルクとのマッチング点を設けるようにするエンジン制御装置がある。図２５において、曲線Ｍは、エンジンの等燃費曲線を示し、曲線Ｍの中心（目玉（Ｍ１））に行くほど燃料消費率に優れる。また、曲線Ｊは、油圧ポンプで吸収される馬力が等馬力になっている等馬力曲線を示している。したがって、同じ馬力を得る場合、エンジンドループ線Ｆｅ上のマッチング点ｐｔ１でマッチングさせるよりも、目標マッチングルートＭＬ上のマッチング点ｐｔ２でマッチングさせる方が、燃料消費率は優れる。また、油圧ポンプの流量Ｑは、エンジン回転数ｎとポンプ容量ｑとの積（Ｑ＝ｎ・ｑ）であり、同じ作動油流量を得るなら、エンジン回転数を低くしてポンプ容量を大きくする方がポンプ効率に優れることになる。【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００７−１２０４２６号公報
【特許文献2】特開２０１２−２４１５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、例えば特許文献２に記載された従来のエンジン制御装置では、エンジン目標出力を変動させることができるが、操作レバーを減少方向に動かしてエンジン実出力が減少しても、エンジン目標出力を減少させることまで考慮していなかった。なお、従来は、操作レバーがニュートラルに戻った場合に、はじめてエンジン目標出力が下がるようになっていた。【0007】
操作レバーを減少させてエンジン実出力を減少させたにもかかわらず、エンジン目標出力が減少しない場合、エンジン実出力の減少とともに、エンジン回転数がエンジン目標出力のマッチング点を通るドループ線上を移動してエンジン回転数を増大させることになり、燃料消費率が悪化するという問題点があった。【0008】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、操作者の意思に応じたエンジン目標出力を設定して燃費の向上を図ることができる作業機械のエンジン制御装置およびそのエンジン制御方法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】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる作業機械のエンジン制御装置は、エンジンと、少なくともエンジンの動力によって駆動する作業機と、少なくとも作業機の操作を行う操作レバーとを有する作業機械のエンジン制御装置において、操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成部と、エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算部と、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能部と、前記ラッチ機能部が出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算部と、前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジンコントローラと、を備えたことを特徴とする。【0010】
また、この発明にかかる作業機械のエンジン制御装置は、上記の発明において、前記エンジン出力減少許容情報生成部は、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない場合、入力される前記レバー操作総和量の減少変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が減少したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、入力される前記レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が増大したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成しないヒステリシス処理を行うヒステリシス処理部を有することを特徴とする。【0011】
また、この発明にかかる作業機械のエンジン制御装置は、上記の発明において、前記エンジン出力減少許容情報生成部は、ポンプ圧が所定の高圧閾値を越えた場合、前記エンジン出力減少許容情報を生成しないことを特徴とする。【0012】
また、この発明にかかる作業機械のエンジン制御装置は、上記の発明において、一時的なエンジン出力の増大を指示するワンタッチパワーアップ信号を出力するワンタッチパワーアップボタンを備え、前記エンジン出力減少許容情報生成部は、前記ワンタッチパワーアップ信号が入力されている間、前記エンジン出力減少許容情報を生成しないことを特徴とする。【0013】
また、この発明にかかる作業機械のエンジン制御装置は、上記の発明において、前記エンジン目標出力演算部は、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、エンジン目標出力が増大する方向の演算処理を行わないことを特徴とする。【0014】
また、この発明にかかる作業機械のエンジン制御方法は、エンジンと、少なくともエンジンの動力によって駆動する作業機と、少なくとも作業機の操作を行う操作レバーとを有する作業機械のエンジン制御方法において、操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成するエンジン出力減少許容情報生成ステップと、エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力を演算するエンジン実出力演算ステップと、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大の前記エンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力するラッチ機能ステップと、前記ラッチ機能ステップが出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算ステップと、前記エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジン制御ステップと、を含むことを特徴とする。【0015】
また、この発明にかかる作業機械のエンジン制御方法は、上記の発明において、前記エンジン出力減少許容情報生成ステップは、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない場合、入力される前記レバー操作総和量の減少変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が減少したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている場合、入力される前記レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合に前記レバー操作総和量が増大したとして前記エンジン出力減少許容情報を生成しないヒステリシス処理を行うヒステリシス処理ステップを含むことを特徴とする。【0016】
この発明によれば、操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容するエンジン出力減少許容情報を生成し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されていない間、現在までの最大のエンジン実出力を保持して出力し、前記エンジン出力減少許容情報が生成されている間、現在の前記エンジン実出力を出力し、この出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するようにしている。この結果、レバー操作総和量が減少している間も確実にエンジン実出力に応じたエンジン目標出力を設定することができ、操作者の意思に応じた燃費の向上を図ることができる。【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。【0019】
（実施の形態１）［全体構成］
まず、図１および図２は、作業機械としての一例である油圧ショベル１の全体構成を示している。この油圧ショベル１は、車両本体２と作業機３とを備えている。車両本体２は、下部走行体４と上部旋回体５とを有する。下部走行体４は、一対の走行装置４ａを有する。各走行装置４ａは、履帯４ｂを有する。各走行装置４ａは、右走行モータと左走行モータ（走行モータ２１）とによって履帯４ｂを駆動することによって油圧ショベル１を走行あるいは旋回させる。
【0020】
上部旋回体５は、下部走行体４上に旋回可能に設けられ、旋回油圧モータ３１が駆動することによって旋回する。また、上部旋回体５には、運転室６が設けられる。上部旋回体５は、燃料タンク７と作動油タンク８とエンジン室９とカウンタウェイト１０とを有する。燃料タンク７は、エンジン１７を駆動するための燃料を貯留する。作動油タンク８は、油圧ポンプ１８からブームシリンダ１４などの油圧シリンダや旋回油圧モータ３１、走行モータ２１などの油圧機器へ吐出される作動油を貯留する。エンジン室９は、エンジン１７や油圧ポンプ１８などの機器を収納する。カウンタウェイト１０は、エンジン室９の後方に配置される。【0021】
作業機３は、上部旋回体５の前部中央位置に取り付けられ、ブーム１１、アーム１２、バケット１３、ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、およびバケットシリンダ１６を有する。ブーム１１の基端部は、上部旋回体５に回転可能に連結される。また、ブーム１１の先端部は、アーム１２の基端部に回転可能に連結される。アーム１２の先端部は、バケット１３に回転可能に連結される。ブームシリンダ１４、アームシリンダ１５、およびバケットシリンダ１６は、油圧ポンプ１８から吐出された作動油によって駆動する油圧シリンダである。ブームシリンダ１４は、ブーム１１を動作させる。アームシリンダ１５は、アーム１２を動作させる。バケットシリンダ１６は、バケット１３を動作させる。【0022】
図２において、油圧ショベル１は、駆動源としてのエンジン１７、油圧ポンプ１８を有する。エンジン１７としてディーゼルエンジンが用いられ、油圧ポンプ１８として可変容量型油圧ポンプ（例えば斜板式油圧ポンプ）が用いられる。エンジン１７の出力軸には、油圧ポンプ１８が機械的に結合されており、エンジン１７を駆動することで、油圧ポンプ１８が駆動する。【0023】
油圧駆動系では、車両本体２に設けられた運転室６内に、左右の走行装置４ａを駆動する図示しない走行用レバーと、作業機３や上部旋回体５などを駆動する操作レバー２６Ｒ，２６Ｌとがそれぞれ設けられる。操作レバー２６Ｒの上下左右の操作は、それぞれブームシリンダ１４およびバケットシリンダ１６の伸長・収縮に対応して供給する作動油の供給量を設定する。操作レバー２６Ｌの上下左右の操作は、それぞれアームシリンダ１５および上部旋回体５を駆動する旋回油圧モータ３１へ供給する作動油の供給量を設定する。操作レバー２６Ｒ，２６Ｌの操作量は、レバー操作量検出部２７によって電気信号に変換される。レバー操作量検出部２７は、圧力センサによって構成される。操作レバー２６Ｒ，２６Ｌの操作に応じて発生するパイロット油圧を圧力センサが検知し、圧力センサが出力する電圧等をレバー操作量に換算することによってレバー操作量を求める。レバー操作量は、電気信号としてポンプコントローラ３３へ出力される。なお、操作レバー２６Ｒ，２６Ｌが電気式レバーである場合には、レバー操作量検出部２７は、ポテンショメータなどの電気的検出手段によって構成され、レバー操作量に応じて発生する電圧等をレバー操作量に換算してレバー操作量を求める。【0024】
運転室６内には、燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）２８、モード切替部２９、およびワンタッチパワーアップボタン２９ａが操作レバー２６Ｌの上部に設けられる。なお、ワンタッチパワーアップボタン２９ａは、操作レバー２６Ｌの上部以外に独立して設置されてもよい。燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）２８は、エンジン１７への燃料供給量を設定するためのスイッチであり、燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）２８の設定値は、電気信号に変換されてエンジンコントローラ３０に出力される。【0025】
エンジンコントローラ３０は、ＣＰＵ（数値演算プロセッサ）などの演算装置やメモリ（記憶装置）で構成される。エンジンコントローラ３０は、燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）２８の設定値に基づいて、制御指令の信号を生成し、コモンレール制御部３２が制御信号を受信し、エンジン１７への燃料噴射量を調整する。すなわち、エンジン１７は、コモンレール式による電子制御が可能なエンジンであり、燃料噴射量を適切にコントロールすることで狙いとする出力を出すことが可能であり、ある瞬間のエンジン回転数における出力可能なトルクを自由に設定することが可能である。【0026】
モード切替部２９は、油圧ショベル１の作業モードをパワーモードまたはエコノミーモードに設定する部分であり、たとえば運転室６中に設けられる操作ボタンやスイッチ、またはタッチパネルで構成され、油圧ショベル１のオペレータがそれらの操作ボタンなどを操作することで作業モードを切り替えることができる。パワーモードとは、大きな作業量を維持しながら燃費を抑えたエンジン制御およびポンプ制御を行う作業モードである。エコノミーモードとは、さらに燃費を抑えつつ軽負荷作業で作業機３の動作速度を確保するようにエンジン制御およびポンプ制御を行う作業モードである。このモード切替部２９による設定（作業モードの切り替え）では、電気信号がエンジンコントローラ３０、ポンプコントローラ３３に出力される。なお、パワーモードでは、エンジン１７の回転数および出力トルクが比較的高い領域でエンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとをマッチングさせる。また、エコノミーモードでは、パワーモードの場合と比較して低いエンジン出力でマッチングさせる。【0027】
ワンタッチパワーアップボタン２９ａは、一時的なエンジン出力の増大を指示するボタンである。ワンタッチパワーアップボタン２９ａが押下されると、例えば、５〜１０秒程度の期間、ワンタッチパワーアップ信号がエンジンコントローラ３０およびポンプコントローラ３３に出力される。エンジンコントローラ３０およびポンプコントローラ３３は、ワンタッチパワーアップ信号が入力されている間、一時的にエンジン出力を増大させる。【0028】
ポンプコントローラ３３は、エンジンコントローラ３０、モード切替部２９、ワンタッチパワーアップボタン２９ａ、レバー操作量検出部２７から送信された信号を受信して、油圧ポンプ１８の斜板角を傾倒制御して油圧ポンプ１８からの作動油の吐出量を調整するための制御指令の信号を生成する。なお、ポンプコントローラ３３には、油圧ポンプ１８の斜板角を検出する斜板角センサ１８ａからの信号が入力される。斜板角センサ１８ａが斜板角を検出することで、油圧ポンプ１８のポンプ容量を演算することができる。油圧ポンプ１８からコントロールバルブ２０の間の配管には、油圧ポンプ１８のポンプ吐出圧力を検出するためのポンプ圧検出部２０ａが設けられている。検出されたポンプ吐出圧力は、電気信号に変換されてポンプコントローラ３３に入力される。なお、エンジンコントローラ３０とポンプコントローラ３３とは、相互に情報の授受が行われるようにＣＡＮ（Controller Area Network）のような車内ＬＡＮで接続されている。【0029】
［エンジン制御の概要］まず、図３および図４に示すトルク線図を参照してエンジン制御の概要について説明する。エンジンコントローラ３０は、レバー操作量、作業モードおよび燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）２８の設定値、上部旋回体５の旋回速度（旋回回転数）などの情報（運転状態を示す信号）を取得し、エンジン出力指令値を求める。このエンジン出力指令値は、トルク線図上の等馬力曲線（エンジン出力指令値曲線）ＥＬ１となり、エンジンの出力を制限する曲線である。
【0030】
そして、図３に示すように、作業機３に負荷がかかっている場合、エンジン出力をドループ線に拘束させず、エンジン出力指令値曲線ＥＬ１とポンプ吸収トルク線ＰＬとの交点（目標マッチング点）ＭＰ１でエンジン出力と油圧ポンプ出力とをマッチングさせて作業機３を動作させる。なお、この目標マッチング点ＭＰ１は、目標マッチングルートＭＬ上にもたせることが好ましい。この目標マッチング点ＭＰ１でのエンジン回転数は、目標マッチング回転数ｎｐ１であり、たとえば、図３では１０００ｒｐｍ近傍となる。これにより、作業機３は十分な出力を得ることができるとともに、エンジン１７は低回転数で駆動するため、燃料消費を低く抑えることができる。【0031】
ここで、図４に示すように、作業機３にさらに負荷がかかった場合、エンジン目標出力が増大し、等馬力のエンジン実出力ＨＰ１１を示すエンジン出力指令値曲線ＥＬ１から等馬力のエンジン実出力ＨＰ１３（ＨＰ１１＜ＨＰ１３）を示すエンジン出力指令値曲線ＥＬ３に移行する。すると、目標マッチング点ＭＰ１は、マッチングルートＭＬ上でエンジン出力増大方向に移動し、エンジン出力指令値曲線ＥＬ３とマッチングルートＭＬとの交点である目標マッチング点ＭＰ３となる。このとき、エンジン実出力（エンジン負荷）が減少すると、この目標マッチング点ＭＰ３を通るドループ線に沿ってエンジントルクが減少するとともに、エンジン回転数が増大する。ここで、操作者のレバー操作によってレバー操作量が減少すると、このレバー操作量の減少に伴って、エンジン目標出力が減少する。例えば、図４では、エンジン目標出力が、エンジン出力指令値曲線ＥＬ３からエンジン出力指令値曲線ＥＬ１に移行する。【0032】
このように、レバー操作量の減少に伴うエンジン実出力が減少すると、この減少に対応したエンジン目標出力を下げるようにしている。この結果、図４では、目標マッチング点ＭＰ３から目標マッチング点ＭＰ１に移行し、これに伴って、エンジン回転数は、ｎｐ３からｎｐ１に大幅に減少し、燃費を向上させることができる。なお、従来は、レバー操作量の減少に伴うエンジン実出力の減少に対応してエンジン目標出力が下がらないため、レバー操作量の減少に伴ってエンジン実出力が減少しても目標マッチング点ＭＰ３を維持している。この結果、レバー操作量の減少に伴ってエンジン実出力が減少すると、目標マッチング点ＭＰ１を通るドループ線と、このときのエンジン実出力ＨＰ１１に対応するエンジン出力指令値曲線ＥＬ１との交点ＰＰ１が動作点となる。このときのエンジン回転数は、ｎｐ１よりも高く、さらにｎｐ３よりも高くなり、燃費が悪化していた。【0033】
ところで、エンジン目標出力が変化しないで、作業機３の負荷が抜けた場合であって、作業機３の油圧シリンダ１４，１５，１６への作動油流量が必要な場合、すなわち作業機３の動作速度の確保が必要な場合、エンジンコントローラ３０は、レバー操作量、上部旋回体５の旋回回転数、燃料調整ダイヤル（スロットルダイヤル）２８の設定値等の情報に対応した無負荷最大回転数ｎｐ２（たとえば図３では、２０５０ｒｐｍ近傍）を決定し、目標マッチング回転数ｎｐ１と無負荷最大回転数ｎｐ２との間のエンジン回転数範囲内でエンジンドループを制御してエンジン１７を駆動させる。このような制御を行うことによって、作業機３の負荷がかかった状態から負荷が抜けた状態に移行した場合、低回転側の目標マッチング点ＭＰ１から高回転側のマッチング点ＭＰ２に移行することから、油圧ポンプ１８から吐き出される作動油流量を十分に油圧シリンダ１４，１５，１６に供給することができ、作業機３の動作速度を確保することができる。また、エンジン出力指令値曲線ＥＬによってエンジン出力が制限されるため、無駄なエネルギーを消費しない。なお、無負荷最大回転数ｎｐ２は、エンジンが出力可能な最大回転数に限らない。【0034】
ここで、エンジン目標出力が変化しないで、作業機３の負荷がさらに抜けた場合、そのままエンジン１７を高回転域で駆動させると燃料が消費され燃費が悪化することとなる。したがって、負荷が抜けた場合であって、たとえばバケット１３のみの動作のように、油圧ポンプ１８からの作動油の吐出流量および吐出圧力を多く必要としない場合、すなわちポンプ容量に余裕がある場合、図５に示すように、高回転域のドループ線ＤＬを低回転域にシフトさせる制御を行う。上記のように、ポンプ容量は、斜板角センサ１８ａによって検出され、この検出値の大小によってドループ線ＤＬをシフトする。たとえば、ポンプ容量が所定値よりも大きいと検出された場合には作動油流量を必要としているため、ドループ線ＤＬを高回転域にシフトさせてエンジン回転数を上げ、ポンプ容量が所定値よりも小さいと検出された場合には作動油流量を必要としていないため、ドループ線ＤＬを低回転域にシフトさせてエンジン回転数を下げる。このような制御を行うことによって、高回転域でのエンジン駆動による無駄な燃料消費を抑えることができる。【0035】
［エンジン制御の詳細］図６は、エンジンコントローラ３０あるいはポンプコントローラ３３による全体制御フローを示している。エンジンコントローラ３０あるいはポンプコントローラ３３は、最終的にエンジン制御指令としてのエンジン回転数指令値とエンジン出力指令値を演算し、ポンプ制御指令としてポンプ吸収トルク指令値を演算する。
【0036】
無負荷最大回転数演算ブロック１１０は、図７に示した詳細制御フローによって、エンジン回転数指令値の上限値となる値である無負荷最大回転数Ｄ２１０（ｎｐ２）を演算する。油圧ポンプ１８のポンプ容量が最大の状態では、油圧ポンプ１８の流量（油圧ポンプ吐出流量）はエンジン回転数とポンプ容量との積であり、油圧ポンプ１８の流量（油圧ポンプ吐出流量）はエンジン回転数に比例するため、無負荷最大回転数Ｄ２１０と油圧ポンプ１８の流量（ポンプ最大吐出量）は比例関係にあることになる。このため、まず、無負荷最大回転数Ｄ２１０の候補値として、各レバー値信号Ｄ１００（レバー操作量）によって求めた無負荷回転数の総和を総和部２１２によって求める。各レバー値信号Ｄ１００（各レバー操作量を示す信号）としては、旋回レバー値、ブームレバー値、アームレバー値、バケットレバー値、走行右レバー値、走行左レバー値、サービスレバー値がある。このサービスレバー値は、新たな油圧アクチュエータを接続できる油圧回路を有する場合における、この油圧アクチュエータを操作するレバー操作量を示す値である。各レバー値信号Ｄ１００は、図７に示すようなレバー値・無負荷回転数変換テーブル２１１で無負荷回転数に変換され、この変換された値を総和部２１２によって求めた総和の無負荷回転数が最小値選択部（ＭＩＮ選択）２１４に出力される。【0037】
一方、無負荷回転数リミット値選択ブロック２１０は、各レバー値信号Ｄ１００の操作量、油圧ポンプ１８の吐出圧力であるポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５、およびモード切替部２９によって設定された作業モードＤ１０３の４つの情報を用いて、油圧ショベル１のオペレータが、現在どのような操作パターン（作業パターン）を実行しているかを判定し、予め設定されている操作パターンに対する無負荷回転数リミット値を選択し決定する。この決定された無負荷回転数リミット値は、最小値選択部２１４に出力される。この操作パターン（作業パターン）の判定とは、たとえば、アームレバーが掘削方向に傾倒しており、ポンプ圧力も、ある設定値よりも高い場合、油圧ショベル１は重掘削作業を実行しようとしていると判定し、旋回レバーが傾倒しているとともにブームレバーが上げ方向に傾倒しているような複合操作の場合、油圧ショベル１はホイスト旋回作業を実行しようとしていると判定するものである。このように、操作パターン（作業パターン）の判定とは、そのときにオペレータが実行しようとしている操作を推定することである。なお、ホイスト旋回作業とは、バケット１３で掘削した土砂をブーム１１を上げながら上部旋回体５を旋回させ、所望の旋回停止の位置でバケット１３の土砂を排土するような作業である。【0038】
他方、燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定状態（設定値）からも無負荷最大回転数の候補値を決定する。すなわち、燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定値を示す信号を受けて、設定値はスロットルダイヤル・無負荷回転数変換テーブル２１３で、無負荷最大回転数の候補値に変換され、最小値選択部２１４に出力される。【0039】
最小値選択部２１４は、レバー値信号Ｄ１００から求めた無負荷回転数と無負荷回転数リミット値選択ブロック２１０で求めた無負荷回転数リミット値とスロットルダイヤルＤ１０２の設定値から求めた無負荷回転数との３つの値のなかから最小値を選択し、無負荷最大回転数Ｄ２１０（ｎｐ２）を出力する。【0040】
図８はエンジン最小出力演算ブロック１２０の詳細制御フローである。図８に示すように、エンジン最小出力演算ブロック１２０は、エンジン出力指令値の下限となる値であるエンジン最小出力Ｄ２２０を演算する。レバー値・エンジン最小出力変換テーブル２２０は、無負荷最大回転数の演算と同様に、各レバー値信号Ｄ１００をエンジン最小出力に変換し、総和部２２１がこれらの総和を最小値選択部（ＭＩＮ選択）２２３に出力する。【0041】
一方、エンジン最小出力の最大値選択ブロック２２２は、モード切替部２９によって設定される作業モードＤ１０３に対応したエンジン最小出力の最大値を最小値選択部２２３に出力する。最小値選択部２２３は、各レバー値信号Ｄ１００に対応したエンジン最小出力の総和と、作業モードＤ１０３に対応したエンジン最小出力の最大値とを比較し、最小値を選択してエンジン最小出力Ｄ２２０として出力する。【0042】
図９はエンジン最大出力演算ブロック１３０の詳細制御フローである。図９に示すように、エンジン最大出力演算ブロック１３０は、エンジン出力指令値の上限となる値であるエンジン最大出力Ｄ２３０を演算する。ポンプ出力リミット値選択ブロック２３０は、無負荷最大回転数演算ブロック１１０による演算と同様に、各レバー値信号Ｄ１００の操作量とポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５と作業モードＤ１０３の設定値の情報を用いて、現在の操作パターンを判定し、その操作パターン毎にポンプ出力リミット値を選択する。この選択されたポンプ出力リミット値に、図示しない回転数センサによって検出されたエンジン回転数Ｄ１０７からファン馬力演算ブロック２３１が演算したファン馬力が加算部２３３によって加算される。その加算された値（以下、加算値）と、燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定値に応じてスロットルダイヤル・エンジン出力リミット変換テーブル２３２によって変換したエンジン出力リミット値とが、最小値選択部（ＭＩＮ選択）２３４に出力される。なお、スロットルダイヤル・エンジン出力リミット変換テーブル２３２は、図９中に示すようにスロットルダイヤルの設定値を横軸にとり、ダイヤル値に対応するエンジン出力リミット値を縦軸にとる。スロットルダイヤル値が０の時をエンジン出力リミット値の最小値とし、スロットルダイヤル値が大きくなるに従いエンジン出力リミット値を増大させるように設定する。最小値選択部２３４は、加算値とエンジン出力リミット値のうちの最小値を選択し、エンジン最大出力Ｄ２３０として出力する。なお、ファンとは、エンジン１７を冷却するためのラジエータの近傍に設けられたファンであり、ラジエータに向かって空気を送風させるものであり、エンジン１７の駆動に連動して回転駆動するものである。なお、ファン馬力は、次式、ファン馬力＝ファン定格馬力×（エンジン回転数／ファン定格時エンジン回転数）＾３
を用いて簡易的に演算することで求められる。
【0043】
＜エンジン目標出力演算処理＞図１０はエンジン目標出力演算ブロック１４０の詳細制御フローである。図１０に示すように、エンジン目標出力演算ブロック１４０は、エンジン出力減少許容情報生成ブロック３０１とエンジン実出力演算ブロック２４２と、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２と、エンジン目標出力演算部３０３とを有し、エンジン出力指令値であるエンジン目標出力Ｄ２４０を演算する。
【0044】
まず、エンジン目標出力演算部３０３について説明する。減算部２４３は、前回演算して求めた前回エンジン目標出力Ｄ２４０から固定値として設定されているエンジン出力加算用オフセット値２４１を減じる。なお、前回エンジン目標出力Ｄ２４０は、演算出力された前回のエンジン目標出力Ｄ２４０を遅延回路２４０を介して入力されたものである。減算部２４４は、この減算した値から、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２でラッチ出力を考慮したエンジン実出力Ｄ４０１を減算した偏差を求める。乗算部２４５は、この偏差に、あるゲイン（−Ｋｉ）を乗じた値を乗算し、積分部２４６がこの乗算値を積分する。加算部２４７は、この積分値に、エンジン最小出力演算ブロック１２０で演算して求められたエンジン最小出力Ｄ２２０を加算する。最小値選択部（ＭＩＮ選択）２４８は、この加算値と、エンジン最大出力演算ブロック１３０で演算して求められたエンジン最大出力Ｄ２３０とのうちの最小値をエンジン目標出力Ｄ２４０として出力する。エンジン目標出力Ｄ２４０は、図６に示すようにエンジン制御指令のエンジン出力指令値として用いられ、エンジン目標出力Ｄ２４０は、図３〜図５に示すエンジン出力指令値曲線ＥＬ１，ＥＬ３を意味する。【0045】
エンジン実出力演算ブロック２４２は、エンジンコントローラ３０が指令している燃料噴射量とエンジン回転数、大気温度などにより予測したエンジントルクＤ１０６と図示しない回転数センサによって検出されたエンジン回転数Ｄ１０７とをもとに、次式エンジン実出力（ｋＷ）＝２π÷６０×エンジン回転数×エンジントルク÷１０００
を用いて演算しエンジン実出力Ｄ４００を求める。この求めたエンジン実出力Ｄ４００はエンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２に出力される。上述したように、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２は、ラッチ出力を考慮したエンジン実出力Ｄ４０１を演算する。
【0046】
また、エンジン出力減少許容情報生成ブロック３０１は、レバー値信号（レバー操作総和量）Ｄ１００、ポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５、およびワンタッチパワーアップ信号Ｄ１０８をもとに、エンジン出力減少許容情報を生成し、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２および積分部２４６に出力する。エンジン出力減少許容情報は、操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、エンジン出力の減少を許容する情報である。エンジン出力減少許容情報は、具体的には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００である。エンジン出力減少許容情報生成ブロック３０１は、操作レバーによるレバー操作総和量Ｄ１００が減少している間、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を立てる演算処理を行うものである。なお、レバー操作総和量Ｄ１００は、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２および積分部２４６にも出力される。なお、エンジン出力減少許容情報は、上述したレバー操作総和量減少フラグＤ３００のようなフラグに限らず、エンジン出力の減少を許容する信号であってもよいし、エンジン出力の減少を許容するデータを出力するようにしてもよい。以下、エンジン出力減少許容情報の一例としてレバー操作総和量減少フラグＤ３００を用いて説明する。【0047】
＜レバー操作総和量減少フラグ演算処理＞図１１に示すように、エンジン出力減少許容情報生成ブロック３０１は、ヒステリシス処理部３０４とレバー操作総和量減少フラグ演算処理部３０５とを有する。
【0048】
＜ヒステリシス処理＞図１１に示すように、ヒステリシス処理部３０４は、入力されるレバー操作総和量Ｄ１００の増加に伴って出力されるレバー操作総和量Ｄ１００ｈが一方向の増加のみを許容する直線Ｈ１と、入力されるレバー操作総和量Ｄ１００の減少に伴って出力されるレバー操作総和量Ｄ１００ｈが一方向の減少のみを許容する直線Ｈ２とが、レバー操作総和量Ｄ１００の所定量Δｈ、レバー操作総和量Ｄ１００方向にずらして配置されるヒステリシス特性を有する。なお、直線Ｈ２は、直線Ｈ１に対してレバー操作総和量Ｄ１００がレバー操作総和量Ｄ１００の所定量Δｈ分小さい。
【0049】
入力されるレバー操作総和量Ｄ１００が直線Ｈ１上である場合、出力されるレバー操作総和量Ｄ１００ｈは増加が許容され、減少する場合には、上述した所定量Δｈ以上の減少があった場合のみレバー操作総和量Ｄ１００が減少したとして直線Ｈ２に移行する。一方、入力されるレバー操作総和量Ｄ１００が直線Ｈ２上である場合、出力されるレバー操作総和量Ｄ１００ｈは減少が許容され、増加する場合には、上述した所定量Δｈ以上の増加があった場合のみレバー操作総和量Ｄ１００が増加したとして直線Ｈ１上に移行する。ヒステリシス処理部３０４は、このヒステリシス特性によって変換されたレバー操作総和量Ｄ１００ｈをレバー操作総和量減少フラグ演算処理部３０５に出力する。なお、レバー操作総和量Ｄ１００が直線Ｈ１上にある場合、レバー操作総和量Ｄ１００は増加状態にあり、レバー操作総和量減少フラグＤ３００は「ＦＡＬＳＥ」で、フラグが立った状態である。また、レバー操作総和量Ｄ１００が直線Ｈ２上にある場合、レバー操作総和量Ｄ１００は減少状態にあり、レバー操作総和量減少フラグＤ３００は「ＴＲＵＥ」で、フラグが下がった状態である。すなわち、このヒステリシス処理は、レバー操作総和量減少フラグが立っていない場合、レバー操作総和量の減少変化が所定量Δｈ以上となった場合にレバー操作総和量減少フラグを立て、レバー操作総和量減少フラグが立っている場合、レバー操作総和量の増大変化が所定量以上となった場合にレバー操作総和量減少フラグを下げる。このようなヒステリシス処理を行うことによってレバー操作総和量減少フラグＤ３００の状態が頻繁に変動する、いわゆるチャタリングを防止できる。【0050】
＜レバー操作総和量減少フラグ演算処理＞レバー操作総和量減少フラグ演算処理部３０５は、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を立てるか否かの演算処理を行う。この演算処理は、図１２に示すように、まず、ワンタッチパワーアップ信号Ｄ１０８が入力中であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ワンタッチパワーアップ信号Ｄ１０８が入力中である場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＦＡＬＳＥ」に設定する（ステップＳ１０７）。この場合、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＦＡＬＳＥ」に設定するのは、ワンタッチパワーアップが要求される場合、高いエンジン目標出力を設定する必要があるからである。
【0051】
一方、ワンタッチパワーアップ信号Ｄ１０８が入力中でない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）には、さらにポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５が高圧閾値Ｐｔｈを超えたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この高圧閾値Ｐｔｈは、例えば、リリーフ状態が近い値である。ポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５が高圧閾値Ｐｔｈを超えた場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＦＡＬＳＥ」に設定する（ステップＳ１０７）。この場合、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＦＡＬＳＥ」に設定するのは、ポンプ圧が高圧である場合、高いエンジン目標出力を設定する必要があるからである。【0052】
ポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５が高圧閾値Ｐｔｈを超えない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、さらに、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＦＡＬＳＥ」であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＦＡＬＳＥ」である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が前回のレバー操作総和量減少フラグＤ３００未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。そして、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が前回のレバー操作総和量減少フラグＤ３００未満である場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＴＲＵＥ」に設定する（ステップＳ１０６）。また、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が前回のレバー操作総和量減少フラグＤ３００未満でない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＦＡＬＳＥ」に設定する（ステップＳ１０７）。【0053】
一方、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＦＡＬＳＥ」でない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が前回のレバー操作総和量減少フラグＤ３００より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０５）。そして、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が前回のレバー操作総和量減少フラグＤ３００より大きい場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＦＡＬＳＥ」に設定する（ステップＳ１０７）。また、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が前回のレバー操作総和量減少フラグＤ３００より大きくない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）には、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を「ＴＲＵＥ」に設定する（ステップＳ１０６）。これらの設定したレバー操作総和量減少フラグＤ３００は、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２および積分部２４６に出力される。【0054】
＜エンジン実出力のラッチ機能処理＞図１３に示すように、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２では、まず、判断部４１０が、入力されるエンジン実出力Ｄ４００が遅延回路４１２を介して入力される前回のエンジン実出力Ｄ４０１を超えているか否かを判断する。さらに、判断部４１０は、レバー値信号Ｄ１００から、全レバーがニュートラルであるか否かを判断する。また、判断部４１０は、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」であるか否かを判断する。
【0055】
入力されるエンジン実出力Ｄ４００が遅延回路４１２を介して入力される前回のエンジン実出力Ｄ４０１を超えている場合、または、全レバーがニュートラルである場合、または、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」である場合、処理部４０１が切替スイッチ４１１を「Ｔ」端子に接続する処理を行う。それ以外の場合には、処理部４０２が切替スイッチ４１１を「Ｆ」端子に接続する処理を行う。「Ｔ」端子には、エンジン実出力Ｄ４００が入力され、「Ｆ」端子には、前回のエンジン実出力Ｄ４０１が入力される。【0056】
したがって、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２は、全レバーがニュートラルでなく、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＦＡＬＳＥ」でフラグが下がった増加状態で、エンジン実出力Ｄ４００が前回のエンジン実出力Ｄ４０１以下で増加していない場合に、前回のエンジン実出力Ｄ４０１をラッチして出力し、それ以外は、入力されるエンジン実出力Ｄ４００を出力する。【0057】
＜積分部の積分処理＞つぎに、積分部２４６の積分処理について説明する。図１４に示すように、積分部２４６による積分処理は、まず、全レバーがニュートラルであるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。全レバーがニュートラルである（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）場合、積分値をリセットする（ステップＳ２０５）。
【0058】
全レバーがニュートラルでない（ステップＳ２０１，Ｎｏ）場合、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」である場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）には、加算方向の積分を行わず、加算方向以外の積分処理を行う（ステップＳ２０３）。一方、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」でない場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）には、減算方向の積分を行わず、減算方向以外の積分処理を行う（ステップＳ２０４）。このような積分処理によって、レバー操作総和量が増大方向の場合にエンジン目標出力が小さくなることがない。また、レバー操作総和量が減少方向の場合にエンジン目標出力が大きくなることがない。特に、レバー操作総和量が減少方向の場合にエンジン目標出力が大きくならないので、無駄なエネルギー消費をなくすことができる。【0059】
＜エンジン目標出力演算処理の一例（その１）＞図１５に示すタイムチャートを参照して、エンジン目標出力演算処理の一例について説明する。図１５に示すように、時点ｔ１で、レバー操作総和量が１００％にすると、エンジン実出力Ｄ４００が徐々に増大する。そして、エンジン目標出力Ｄ２４０も、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２などによって減少することなく増大する。特に、エンジン実出力Ｄ４００は、領域Ｅ１で一瞬、エンジン実出力が落ちても、エンジン目標出力Ｄ２４０は、減少することなく前回のエンジン目標出力を維持する。
【0060】
その後、時点ｔ２で、レバー操作総和量が５０％に減少すると、エンジン出力減少許容情報生成ブロック３０１によって、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」となってフラグが立つとともに、エンジン実出力Ｄ４００が減少しはじめる。そして、エンジン目標出力Ｄ２４０も、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２などによって増大することなく減少する。特に、エンジン実出力Ｄ４００は、領域Ｅ２で一瞬、エンジン実出力が増大しても、エンジン目標出力Ｄ２４０は、増大することなく前回のエンジン目標出力を維持する。なお、従来のエンジン制御装置では、図１５（ｄ）の直線Ｌ２４０に示すように、レバー操作総和量の減少に伴うエンジン実出力Ｄ４００の減少が生じても、エンジン目標出力は減少しなかった。このため、上述したように、エンジン回転数が高回転状態のままとなり、燃費を向上させることができなかった。【0061】
このようにして、エンジン目標出力Ｄ２４０は、エンジン実出力Ｄ４００に応じて設定され、図４を用いて説明したように、レバー操作総和量が減少する場合、エンジン実出力Ｄ４００の減少に応じて小さく設定されるため、エンジン回転数も小さくなり、燃費の向上を図ることができる。また、レバー操作総和量の減少に伴うエンジン実出力Ｄ４００の減少に応じてエンジン目標出力Ｄ２４０は減少し、一瞬のエンジン実出力Ｄ４００の増大があってもエンジン目標出力Ｄ２４０が増大することがないため、燃費の悪化を防止することができる。【0062】
＜エンジン目標出力演算処理の一例（その２）＞つぎに、図１６に示すタイムチャートを参照して、エンジン目標出力演算処理の他の一例について説明する。図１６では、時点ｔ１１で、レバー操作総和量が１００％に増大したのち、時点ｔ１２で、さらにレバー操作総和量が２００％に増大し、その後、時点ｔ１３で、再びレバー操作総和量が１００％に戻っている。このような状況は、たとえば、時点ｔ１１でブーム１１を作動し、時点ｔ１２〜ｔ１３の間で、誤操作などによってバケット１３を作動させた場合である。
【0063】
この場合も、時点ｔ１３で、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」となってフラグが立つ。しかし、時点ｔ１４で、ポンプ圧力Ｄ１０４，Ｄ１０５が高圧閾値Ｐｔｈを超えると、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＦＡＬＳＥ」となってフラグが下がる。この結果、時点ｔ１４からエンジン目標出力Ｄ２４０は増大する。【0064】
このような状況は、時点ｔ１１のレバー操作総和量が１００％の状態であるため、ポンプ圧もリリーフ状態に近くなる。そして、このレバー操作総和量が１００％の状態で、エンジン目標出力を減少することは操作者の意思に反した処理となる。このため、ポンプ圧が高圧閾値Ｐｔｈを越えた場合には、操作者の意思を反映したエンジン目標出力として高いエンジン実出力Ｄ４００が出るようにしている。この場合、エンジン目標出力Ｄ２４０は、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が立たないときのエンジン目標出力を示す曲線Ｌ１０とほぼ同じ特性を示して追随し、高いエンジン実出力が得られるようにしている。なお、このようなポンプ圧の高圧閾値Ｐｔｈによるレバー操作総和量減少フラグＤ３００の「ＴＲＵＥ」解除処理を行わないと、図１６（ｂ）の直線Ｌ１１に示すように、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が「ＴＲＵＥ」の状態を維持する。その結果、エンジン目標出力Ｄ２４０も、図１６（ｄ）に示すように直線Ｌ１２となって増大せず、高いエンジン実出力Ｄ４００を得ることができなくなる。【0065】
次に、図６に示したマッチング最小回転数演算ブロック１５０の詳細制御処理について説明する。図１７に示すように、マッチング最小回転数演算ブロック１５０は、作業時に最低限上昇させなければならないエンジン回転数であるマッチング最小回転数Ｄ１５０を演算する。マッチング最小回転数Ｄ１５０は、各レバー値信号Ｄ１００を、レバー値・マッチング最小回転数変換テーブル２５１で変換した各値がマッチング最小回転数Ｄ１５０の候補値となり、それぞれ最大値選択部（ＭＡＸ選択）２５５に出力される。【0066】
一方、無負荷回転数・マッチング回転数変換テーブル２５２は、目標マッチング回転数ｎｐ１と同じように、無負荷最大回転数ｎｐ２で交わるドループ線ＤＬと目標マッチングルートＭＬとの交点におけるエンジン回転数をマッチング回転数ｎｐ２’として、無負荷最大回転数演算ブロック１１０で求められた無負荷最大回転数Ｄ２１０（ｎｐ２）を変換し出力する（図２１参照）。さらに、このマッチング回転数ｎｐ２’から低速オフセット回転数２５３を減算し、その結果得られた値は、マッチング最小回転数Ｄ１５０の候補値として最大値選択部（ＭＡＸ選択）２５５に出力される。低速オフセット回転数２５３を用いる意義とその値の大小については、後述する。【0067】
また、旋回回転数・マッチング最小回転数変換テーブル２５０は、旋回回転数Ｄ１０１をマッチング最小回転数Ｄ１５０の候補値として変換して最大値選択部２５５に出力する。旋回回転数Ｄ１０１は、図２の旋回油圧モータ３１の旋回回転数（速度）をレゾルバやロータリーエンコーダなどの回転センサで検出した値である。なお、この旋回回転数・マッチング最小回転数変換テーブル２５０は、図１７に示すように旋回回転数Ｄ１０１がゼロのときマッチング最小回転数を大きくし、旋回回転数Ｄ１０１が大きくなるにしたがってマッチング最小回転数を小さくするような特性で旋回回転数Ｄ１０１の変換を行う。最大値選択部２５５は、これらのマッチング最小回転数のうちの最大値を選択してマッチング最小回転数Ｄ１５０として出力する。【0068】
ここで、この実施の形態では、負荷が抜けた場合、エンジン回転数は、最大で無負荷最大回転数ｎｐ２まで増加し、負荷が十分かかった場合、エンジン回転数は、目標マッチング回転数ｎｐ１まで下がる。この場合、負荷の大小によってエンジン回転数は大きく変動することになる。このエンジン回転数の大きな変動は、油圧ショベル１のオペレータにとって油圧ショベル１の力が出ていないように感じるといった違和感（力不足感）として、オペレータがとらえるおそれがある。したがって、図２１に示すように、低速オフセット回転数を用い、この設定される低速オフセット回転数の大小によって、エンジン回転数の変動幅を変化させて違和感を除くことができる。すなわち、低速オフセット回転数を小さくすれば、エンジン回転数の変動幅は小さくなり、低速オフセット回転数を大きくすれば、エンジン回転数の変動幅は大きくなる。なお、上部旋回体５が旋回をしている状態や作業機３が掘削作業をしている状態などの油圧ショベル１の稼動状態によって、同じエンジン回転数の変動幅であってもオペレータの違和感の感じ方が異なる。上部旋回体５が旋回をしている状態では、作業機３が掘削作業をしている状態よりも多少エンジン回転数が下がってもオペレータは力不足とは感じにくいので、上部旋回体５が旋回している状態では、作業機３が掘削作業をしている状態よりもエンジン回転数がさらに下がるように設定しても問題はない。この場合、エンジン回転数が下がるため燃費は良くなる。なお、旋回に限らず、他のアクチュエータの動作に応じた、同様なエンジン回転数の変動幅設定は可能である。【0069】
図２１に示すトルク線図について補足説明する。図２１のグラフ中に示す、ＨＰ１〜ＨＰ５は図２５に示す等馬力曲線Ｊに相当し、ｐｓは馬力単位（ｐｓ）を示し、ＨＰ１〜ＨＰ５へといくにつれて馬力が大きくなり、５本の曲線は例示的に示したものである。求められるエンジン出力指令値によって、等馬力曲線（エンジン出力指令値曲線）ＥＬが求められ設定される。よって、この等馬力曲線（エンジン出力指令値曲線）ＥＬは、ＨＰ１〜ＨＰ５の５つに限らず無数存在し、その中から選択されるものである。図２１は、馬力がＨＰ３ｐｓとＨＰ４ｐｓの間の馬力となる等馬力曲線（エンジン出力指令値曲線）ＥＬが求められ設定されている場合を示している。【0070】
図１８は目標マッチング回転数演算ブロック１６０の詳細制御フローである。図１８に示すように、目標マッチング回転数演算ブロック１６０は、図５に示した、目標マッチング回転数ｎｐ１（Ｄ２６０）を演算する。目標マッチング回転数Ｄ２６０は、エンジン目標出力Ｄ２４０（エンジン出力指令値曲線ＥＬ）と目標マッチングルートＭＬとが交差するエンジン回転数である。目標マッチングルートＭＬは、あるエンジン出力でエンジン１７が動作する際に燃料消費率が良い点を通るように設定されているため、この目標マッチングルートＭＬ上のエンジン目標出力Ｄ２４０との交点で目標マッチング回転数Ｄ２６０を決定するのが好ましい。このため、エンジン目標出力・目標マッチング回転数変換テーブル２６０では、エンジン目標出力演算ブロック１４０で求められたエンジン目標出力Ｄ２４０（エンジン出力指令値曲線ＥＬ）の入力を受けて、エンジン目標出力Ｄ２４０（エンジン出力指令値曲線ＥＬ）と目標マッチングルートＭＬとの交点での目標マッチング回転数を求め、最大値選択部（ＭＡＸ選択）２６１に出力する。【0071】
しかし、図１７に示したマッチング最小回転数演算ブロック１５０で行われる演算によれば、エンジン回転数の変動幅を小さくする場合、マッチング最小回転数Ｄ１５０が、エンジン目標出力・目標マッチング回転数変換テーブル２６０にて求めたマッチング回転数よりも大きくなる。このため、最大値選択部（ＭＡＸ選択）２６１で、マッチング最小回転数Ｄ１５０とエンジン目標出力Ｄ２４０から求めたマッチング回転数とを比較し、最大値を選択し目標マッチング回転数Ｄ２６０の候補値とすることで、目標マッチング回転数の下限を制限している。図２１では、低速オフセット回転数を小とすれば、目標マッチングルートＭＬを外れるが、目標マッチング点は、ＭＰ１ではなくＭＰ１’となって、目標マッチング回転数Ｄ２６０は、ｎｐ１ではなくｎｐ１’となる。また、無負荷最大回転数演算ブロック１１０で求めた無負荷最大回転数Ｄ２１０と同様に、目標マッチング回転数Ｄ２６０は、燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定値によっても上限が制限される。すなわち、スロットルダイヤル・目標マッチング回転数変換テーブル２６２は、燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定値の入力を受けて、燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定値に対応するドループ線（トルク線図上で燃料調整ダイヤル２８（スロットルダイヤルＤ１０２）の設定値に対応するエンジン回転数から引くことができるドループ線）と目標マッチングルートＭＬとの交点のマッチング回転数に変換した目標マッチング回転数Ｄ２６０の候補値を出力し、この出力された目標マッチング回転数Ｄ２６０の候補値と、最大値選択部２６１で選択された目標マッチング回転数Ｄ２６０の候補値とが最小値選択部（ＭＩＮ選択）２６３で比較され、最小値が選択されて、最終的な目標マッチング回転数Ｄ２６０が出力される。【0072】
図１９はエンジン回転数指令値演算ブロック１７０の詳細制御フローである。以下、図５に示すトルク線図を参照しながら説明する。図１９に示すように、エンジン回転数指令値演算ブロック１７０は、２つの油圧ポンプ１８の斜板角センサ１８ａが検出した斜板角をもとに求められたポンプ容量Ｄ１１０，Ｄ１１１をもとに、平均部２７０がポンプ容量Ｄ１１０，Ｄ１１１を平均した平均ポンプ容量を算出し、この平均ポンプ容量の大きさに応じて、エンジン回転数指令選択ブロック２７２が、エンジン回転数指令値Ｄ２７０（無負荷最大回転数ｎｐ２）を求める。すなわち、エンジン回転数指令選択ブロック２７２は、平均ポンプ容量が、ある設定値（閾値）よりも大きな場合は、エンジン回転数指令値Ｄ２７０を無負荷最大回転数ｎｐ２（Ｄ２１０）に近づけるようにする。つまり、エンジン回転数を増大させる。一方、平均ポンプ容量が、ある設定値よりも小さな場合は、後述するエンジン回転数ｎｍ１に近づけるよう、つまりエンジン回転数を減少させる。目標マッチング回転数ｎｐ１（Ｄ２６０）と目標マッチング点ＭＰ１上のトルクとの交点からドループ線に沿って、エンジントルクをゼロのほうへ下ろした位置に相当するエンジン回転数を無負荷回転数ｎｐ１ａとして、その無負荷回転数ｎｐ１ａに下限回転数オフセット値Δｎｍを加えた値としてエンジン回転数ｎｍ１を求める。なお、目標マッチング回転数Ｄ２６０に対応する無負荷回転数への変換は、マッチング回転数・無負荷回転数変換テーブル２７１によって変換される。したがって、エンジン回転数指令値Ｄ２７０は、ポンプ容量の状態によって、無負荷最小回転数ｎｍ１と無負荷最大回転数ｎｐ２との間で決まる。下限回転数オフセット値Δｎｍは、あらかじめ設定した値であって、エンジンコントローラ３０のメモリに記憶されている。【0073】
具体的に説明すると、平均ポンプ容量が、ある設定値q_com1より大きな場合には、エンジン回転数指令値Ｄ２７０を無負荷最大回転数ｎｐ２に近づけるようにし、平均ポンプ容量が、ある設定値q_com1よりも小さい場合には、次式、エンジン回転数指令値Ｄ２７０＝目標マッチング回転数ｎｐ１を無負荷回転数に変換した回転数ｎｐ１ａ＋下限回転数オフセット値Δｎｍ
を用いて求める値に近づけるようにする。このようにして求められたエンジン回転数指令値Ｄ２７０によってドループ線を制御することができ、ポンプ容量に余裕がある場合（平均ポンプ容量がある設定値より小の場合）には、図５に示すように、エンジン回転数を下げる（エンジン回転数をｎｍ１（無負荷最小回転数）にする）ことが可能になり、燃料消費を抑えて燃費向上が可能になる。設定値q_com1は、あらかじめ設定した値であって、ポンプコントローラ３３のメモリに記憶されている。なお、設定値q_com1は、エンジン回転数増加側とエンジン回転数減少側とに分けて２つの異なる設定値を設け、エンジン回転数が変化しない範囲を設けるようにしてもよい。
【0074】
図２０はポンプ吸収トルク指令値演算ブロック１８０の詳細制御フローである。図２０に示すように、ポンプ吸収トルク指令値演算ブロック１８０は、現在のエンジン回転数Ｄ１０７とエンジン目標出力Ｄ２４０と目標マッチング回転数Ｄ２６０とを用いてポンプ吸収トルク指令値Ｄ２８０を求める。ファン馬力演算ブロック２８０は、エンジン回転数Ｄ１０７を用いてファン馬力を演算する。なお、ファン馬力は、先に述べた計算式を用いて求められるものである。減算部２８１は、エンジン目標出力演算ブロック１４０で求められたエンジン目標出力Ｄ２４０から、この求めたファン馬力を減算した出力（ポンプ目標吸収馬力）を、ポンプ目標マッチング回転数およびトルク演算ブロック２８２に入力する。このポンプ目標マッチング回転数およびトルク演算ブロック２８２には、さらに、目標マッチング回転数演算ブロック１６０で求められた目標マッチング回転数Ｄ２６０が入力される。目標マッチング回転数Ｄ２６０は、油圧ポンプ１８の目標マッチング回転数（ポンプ目標マッチング回転数）とされる。そして、ポンプ目標マッチング回転数およびトルク演算ブロック２８２では、次式に示すように、ポンプ目標マッチングトルク
＝（６０×１０００×（エンジン目標出力−ファン馬力））
／（２π×目標マッチング回転数）
が演算される。求められたポンプ目標マッチングトルクは、ポンプ吸収トルク演算ブロック２８３に出力される。
【0075】
ポンプ吸収トルク演算ブロック２８３は、ポンプ目標マッチング回転数およびトルク演算ブロック２８２から出力されたポンプ目標マッチングトルクと、回転センサにて検出されたエンジン回転数Ｄ１０７と、目標マッチング回転数Ｄ２６０とが入力される。ポンプ吸収トルク演算ブロック２８３では、次式に示すようにポンプ吸収トルク＝ポンプ目標マッチングトルク
−Ｋｐ×（目標マッチング回転数−エンジン回転数）
が演算され、演算結果であるポンプ吸収トルク指令値Ｄ２８０が出力される。ここで、Ｋｐは、制御ゲインである。
【0076】
このような制御フローが実行されることにより、実際のエンジン回転数Ｄ１０７が目標マッチング回転数Ｄ２６０に比して大きい場合には、上記の式からわかるようにポンプ吸収トルク指令値Ｄ２８０は増加し、逆に、実際のエンジン回転数Ｄ１０７が目標マッチング回転数Ｄ２６０に比して小さい場合には、ポンプ吸収トルク指令値Ｄ２８０は減少することになる。一方、エンジンの出力は、エンジン目標出力Ｄ２４０が上限となるように制御しているため、結果的にエンジン回転数は、目標マッチング回転数Ｄ２６０近傍の回転数で安定しエンジン１７が駆動することになる。【0077】
ここで、エンジン回転数指令値演算ブロック１７０では、エンジン回転数指令値Ｄ２７０の最小値は、上述したように、エンジン回転数指令値＝目標マッチング回転数ｎｐ１を無負荷回転数に変換した回転数ｎｐ１ａ＋下限回転数オフセット値Δｎｍ
の演算によって求められる値となり、目標マッチング回転数に対してエンジンのドループ線は、最低でも下限回転数オフセット値Δｎｍが加味された高い回転数のところで設定される。このため、本実施の形態１によれば、油圧ポンプ１８の実際の吸収トルク（ポンプ実吸収トルク）がポンプ吸収トルク指令に対して多少ばらついた場合でも、ドループ線にはかからない範囲でマッチングすることになり、エンジン１７のマッチング回転数が多少変動してもエンジン出力をエンジン出力指令値曲線ＥＬ上で制限しエンジン目標出力を一定に制御しているため、実際の吸収トルク（ポンプ実吸収トルク）がポンプ吸収トルク指令に対してばらつきを生じてもエンジン出力の変動を小さくすることが可能となる。この結果、燃費のばらつきも小さく抑えることができ、油圧ショベル１の燃費に対する仕様を満たすことができる。
【0078】
（実施の形態２）実施の形態１では、上部旋回体５が油圧モータ（旋回油圧モータ３１）で旋回し、作業機３が全て油圧シリンダ１４，１５，１６で駆動するような構造を有した油圧ショベル１に対して本発明を適用した例であったが、本実施の形態２は、上部旋回体５を電動旋回モータで旋回させる構造を有した油圧ショベル１に対して本発明を適用した例である。以下、油圧ショベル１は、ハイブリッド油圧ショベル１として説明する。以下、特に断りがないかぎり、本実施の形態２と実施の形態１は共通する構成をとる。
【0079】
ハイブリッド油圧ショベル１は、実施の形態１に示した油圧ショベル１と比較すると、上部旋回体５、下部走行体４、作業機３といった主要構成は同一である。しかし、ハイブリッド油圧ショベル１は、図２２に示すように、エンジン１７の出力軸には、油圧ポンプ１８とは別に発電機１９が機械的に結合されており、エンジン１７を駆動することで、油圧ポンプ１８および発電機１９が駆動する。なお、発電機１９は、エンジン１７の出力軸に機械的に直結されていてもよいし、エンジン１７の出力軸にかけられたベルトやチェーンなどの伝達手段を介して回転駆動するものであってもよい。また、油圧駆動系の油圧モータの旋回油圧モータ３１に替えて、電動駆動する旋回モータ２４を用い、それに伴い電動駆動系として、キャパシタ２２、インバータ２３を備える。発電機１９によって発電される電力あるいはキャパシタ２２から放電される電力が、電力ケーブルを介して旋回モータ２４に供給されて上部旋回体５を旋回させる。すなわち、旋回モータ２４は、発電機１９から供給（発電）される電気エネルギーまたはキャパシタ２２から供給（放電）される電気エネルギーで力行作用することで旋回駆動し、旋回減速する際に旋回モータ２４は回生作用することによって電気エネルギーをキャパシタ２２に供給（充電）する。この発電機１９としては、たとえばＳＲ（スイッチドリラクタンス）モータが用いられる。発電機１９は、エンジン１７の出力軸に機械的に結合されており、エンジン１７の駆動によって発電機１９のロータ軸を回転させることになる。キャパシタ２２は、たとえば、電気二重層キャパシタが用いられる。キャパシタ２２に代えて、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリであってもよい。旋回モータ２４には、回転センサ２５が設けられ、旋回モータ２４の回転速度を検出し、電気信号に変換して、インバータ２３内に設けられたハイブリッドコントローラ２３ａに出力する。旋回モータ２４としては、例えば埋め込み磁石同期電動機が用いられる。回転センサ２５として、たとえばレゾルバやロータリーエンコーダなどが用いられる。なお、ハイブリッドコントローラ２３ａは、ＣＰＵ（数値演算プロセッサなどの演算装置）やメモリ（記憶装置）などで構成されている。ハイブリッドコントローラ２３ａは、発電機１９や旋回モータ２４、キャパシタ２２およびインバータ２３に備えられた、サーミスタや熱電対などの温度センサによる検出値の信号を受けて、キャパシタ２２などの各機器の過昇温を管理するとともに、キャパシタ２２の充放電制御や発電機１９による発電・エンジンのアシスト制御、旋回モータ２４の力行・回生制御を行う。【0080】
この実施の形態２によるエンジン制御は、実施の形態１とほぼ同じであり、以下、異なる制御部分について説明する。図２３は、このハイブリッド油圧ショベル１のエンジン制御の全体制御フローを示している。図６に示した全体制御フローと異なるところは、旋回油圧モータ３１の旋回回転数Ｄ１０１に替えて、旋回モータ２４の旋回モータ回転数Ｄ３０１、旋回モータトルクＤ３０２を入力パラメータとし、さらに発電機出力Ｄ３０３を入力パラメータとして加えている。旋回モータ２４の旋回モータ回転数Ｄ３０１は、無負荷最大回転数演算ブロック１１０およびエンジン最大出力演算ブロック１３０、さらにマッチング最小回転数演算ブロック１５０に入力される。旋回モータトルクＤ３０２は、エンジン最大出力演算ブロック１３０に入力される。また、発電機出力Ｄ３０３は、エンジン最大出力演算ブロック１３０、マッチング最小回転数演算ブロック１５０、目標マッチング回転数演算ブロック１６０、およびポンプ吸収トルク指令値演算ブロック１８０に入力される。【0081】
この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様に、エンジン目標出力の設定などのエンジン制御処理を行うことができる。【符号の説明】
【0082】
１ 油圧ショベル、ハイブリッド油圧ショベル２ 車両本体
３ 作業機
４ 下部走行体
５ 上部旋回体
１１ ブーム
１２ アーム
１３ バケット
１４ ブームシリンダ
１５ アームシリンダ
１６ バケットシリンダ
１７ エンジン
１８ 油圧ポンプ
１８ａ 斜板角センサ
１９ 発電機
２０ コントロールバルブ
２０ａ ポンプ圧検出部
２１ 走行モータ
２２ キャパシタ
２３ インバータ
２３ａ ハイブリッドコントローラ
２４ 旋回モータ
２５ 回転センサ
２６Ｒ，２６Ｌ 操作レバー
２７ レバー操作量検出部
２８ 燃料調整ダイヤル
２９ モード切替部
２９ａ ワンタッチパワーアップボタン
３０ エンジンコントローラ
３１ 旋回油圧モータ
３２ コモンレール制御部
３３ ポンプコントローラ
１４０ エンジン目標出力演算ブロック
２４２ エンジン実出力演算ブロック
２４６ 積分部
３０１ エンジン出力減少許容情報生成ブロック
３０２ エンジン実出力のラッチ機能ブロック
３０３ エンジン目標出力演算部
３０４ ヒステリシス処理部
３０５ レバー操作総和量減少フラグ演算処理部
Ｐｔｈ 高圧閾値
【要約】
操作者の意思に応じたエンジン目標出力を設定して燃費の向上を図るため、操作レバーによるレバー操作総和量が減少している間、レバー操作総和量減少フラグＤ３００を立てるエンジン出力減少許容情報生成ブロック３０１と、エンジントルクとエンジン回転数とをもとにエンジン実出力Ｄ４００を演算するエンジン実出力演算ブロック２４２と、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が立っていない間、現在までの最大のエンジン実出力をラッチして出力し、レバー操作総和量減少フラグＤ３００が立っている間、現在のエンジン実出力を出力するエンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２と、エンジン実出力のラッチ機能ブロック３０２が出力したエンジン出力をもとにエンジン目標出力を演算して出力するエンジン目標出力演算部３０３と、エンジン目標出力の制限下で、エンジン回転数を制御するエンジンコントローラと、を備える。