特許 6687991 油圧作業機械

(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】6687991

(24)【登録日】2020年4月7日

(45)【発行日】2020年4月28日

(54)【発明の名称】油圧作業機械

(51)【国際特許分類】

   F02D 29/04 20060101AFI20200421BHJP

   F02D 29/00 20060101ALI20200421BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20200421BHJP

【ＦＩ】

   F02D29/04 H

   F02D29/00 B

   E02F9/20 Q

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2019-508088(P2019-508088)

(86)(22)【出願日】2017年3月31日

(86)【国際出願番号】JP2017013531

(87)【国際公開番号】WO2018179313

(87)【国際公開日】20181004

【審査請求日】2019年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】星野 雅俊

(72)【発明者】

【氏名】高橋 究

(72)【発明者】

【氏名】土方 聖二

【審査官】 三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４０８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３１２０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３１７４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ２９／００ − ２９／０４

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
このエンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され、それぞれの作業要素を駆動する複数のアクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量制御弁と、
前記パイロットポンプの吐出油に基づいて前記複数の作業要素の動作を指令する操作パイロット圧を生成し、前記複数の流量制御弁を切り換える複数の操作装置と、
運転席の入口を制限しかつ前記複数の操作装置の操作パイロット圧の生成を有効とする第１位置と前記運転席の入口を開放しかつ前記複数の操作装置の操作パイロット圧の生成を無効とする第２位置とに選択的に操作されるゲートロックレバーと、
前記パイロットポンプを含み、前記エンジンによって駆動される前記油圧ポンプ以外の複数のエンジン負荷と、
前記エンジンの目標回転数としての回転数を設定するエンジン回転数設定装置と、
前記エンジンの目標回転数を前記エンジン回転数設定装置によって設定された回転数として前記エンジンの回転数を制御するとともに、前記複数の操作装置を操作しない状態が所定時間継続したとき又は前記ゲートロックレバーが前記第２位置に操作されたときは、前記エンジンの目標回転数を予め設定したオートアイドル回転数に低下させ、前記操作装置が操作されて作業が再開されたときは、前記エンジンの目標回転数を前記オートアイドル回転数から前記エンジン回転数設定装置によって設定された回転数に復帰させるオートアイドル制御を行うエンジン制御装置とを備えた油圧作業機械において、
前記パイロットポンプの吐出油が前記複数の操作装置に導かれる油路と、この油路に接続されたアンロード弁を備え、前記アンロード弁をアンロード位置に切り換えると前記油路がタンクに接続されて前記パイロットポンプがアンロードされ、前記アンロード弁をロード位置に切り換えると前記油路とタンクの接続が解除されて前記パイロットポンプがロードするパイロット圧回路を更に備え、
前記エンジン制御装置は、
前記操作装置が操作されても前記アクチュエータが動き始めない範囲の前記操作装置の操作量を閾値として予め設定しておき、
前記オートアイドル制御において、作業の再開のために前記操作装置が操作されて前記操作装置の操作量が前記閾値に達した時点で、前記エンジンの目標回転数を前記オートアイドル回転数から前記エンジン回転数設定装置によって設定された回転数に切り換えると共に、前記アンロード弁をアンロード位置に切り換えることで前記パイロットポンプとしてのエンジン負荷を解除し、前記エンジンの回転数が所定回転数に上昇した後か、前記エンジンの回転数が所定回転数に上昇しなくても前記エンジンの目標回転数を切り換えてから所定時間が経過したとき、前記アンロード弁をロード位置に復帰させることで前記パイロットポンプとしてのエンジン負荷を再投入するエンジン回転数早期復帰制御を行うことを特徴とする油圧作業機械。

【請求項2】

請求項1に記載の油圧作業機械において、
運転室に設置されたエアコンと、
クラッチを有し、前記クラッチを解放することで前記エンジンとの接続を断ち、前記クラッチを締結することで前記エンジンと接続され、前記エンジンによって駆動される前記エアコンのコンプレッサを更に備え、
前記油圧ポンプ以外の複数のエンジン負荷は、更に、前記エアコンのコンプレッサを含み、
前記エンジン制御装置は、前記エンジン回転数早期復帰制御において、前記パイロットポンプとしてのエンジン負荷の解除に加えて前記コンプレッサの電磁クラッチを解放することで前記コンプレッサとしてのエンジン負荷を解除し、前記コンプレッサの電磁クラッチを締結することで前記コンプレッサとしてのエンジン負荷を再投入することを特徴とする油圧作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は油圧ショベル等の油圧作業機械に係わり、特に、作業を中断するとエンジンの回転数が低下し、作業を再開すると自動的にエンジンの回転数が上昇するようエンジンの回転数を制御する機能を備えた油圧作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベルなど油圧作業機械の動作は、掘削、旋回および走行などと、それらの間の待ち時間からなるのが普通である。従来、騒音や燃費・排気を改善するため、一定時間以上オペレータの操作レバー（操作装置）の操作がなければ待ち時間と判断して、自動的にエンジンの回転数を低下させ、オペレータが操作レバーを操作して作業が再開されれば、作業に適した回転数まで自動的に復帰させる、いわゆるオートアイドルやオートデセル（以下、オートアイドルと言う）の機能が搭載され、オペレータが選択すればその機能が有効になる機械が多い。オペレータがオートアイドルを選択し、騒音や燃費・排気の改善を享受するには、オートアイドルから復帰するときに、エンジンの回転数の復帰が早く、なめらかに違和感なく作業が再開できることが大切である。

【0003】

これらを実現するため、特許文献１ではオートアイドルから復帰するためにエンジンが加速しているときは、エンジンにとって負荷となる油圧ポンプの設定トルクを最小値にし、加速時間すなわち作業の再開までの時間を短縮する技術が記載されている。

【0004】

特許文献２では、特許文献１を改良して、エンジンが加速しているときも一定の作業ができるように、油圧ポンプの設定トルクを、エンジンのトルク性能や過給圧から適切な値にする技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５−３１２０８２号公報

【特許文献2】特開２０１４−１６９６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

オートアイドルの機能への要求は、騒音や燃費の観点から待ち時間のエンジン回転数がなるべく小さく、オペレータが作業を再開してからはなるべく短時間で負荷の大きな作業ができることにあるので、エンジンが低回転から速やかに十分なトルクが得られる回転数まで加速することが重要である。

【0007】

このような観点からオペレータが作業を再開したとき、特許文献１よりさらに速やかにエンジンを加速し、短時間で負荷の高い作業を可能とすることが望まれている。

【0008】

特許文献２ではエンジンの加速中にもポンプからトルクを取り出すので、特許文献１より加速時間が増加し、またそのときにできる作業は低負荷のものに限定される。このため、オペレータや作業の内容または待ち時間の長さ・頻度によっては、オートアイドルを選択せずに、回転数の高いままで待ち時間を過ごすことで、油圧作業機械内外の騒音が上昇し、燃費にも悪影響を与えることになる。

【0009】

本発明の目的は、オートアイドルの使用頻度を高めるため、オペレータが作業を再開しエンジンの回転数を復帰させるとき、従来よりもさらに速やかにエンジンが加速され、短時間で負荷の高い作業を可能にする油圧作業機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を解決するため、本発明は、エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動され、それぞれの作業要素を駆動する複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流れをそれぞれ制御する複数の流量制御弁と、前記パイロットポンプの吐出油に基づいて前記複数の作業要素の動作を指令する操作パイロット圧を生成し、前記複数の流量制御弁を切り換える複数の操作装置と、運転席の入口を制限しかつ前記複数の操作装置の操作パイロット圧の生成を有効とする第１位置と前記運転席の入口を開放しかつ前記複数の操作装置の操作パイロット圧の生成を無効とする第２位置とに選択的に操作されるゲートロックレバーと、前記パイロットポンプを含み、前記エンジンによって駆動される前記油圧ポンプ以外の複数のエンジン負荷と、前記エンジンの目標回転数としての回転数を設定するエンジン回転数設定装置と、前記エンジンの目標回転数を前記エンジン回転数設定装置によって設定された回転数として前記エンジンの回転数を制御するとともに、前記複数の操作装置を操作しない状態が所定時間継続したとき又は前記ゲートロックレバーが前記第２位置に操作されたときは、前記エンジンの目標回転数を予め設定したオートアイドル回転数に低下させ、前記操作装置が操作されて作業が再開されたときは、前記エンジンの目標回転数を前記オートアイドル回転数から前記エンジン回転数設定装置によって設定された回転数に復帰させるオートアイドル制御を行うエンジン制御装置とを備えた油圧作業機械において、前記パイロットポンプの吐出油が前記複数の操作装置に導かれる油路と、この油路に接続されたアンロード弁を備え、前記アンロード弁をアンロード位置に切り換えると前記油路がタンクに接続されて前記パイロットポンプがアンロードされ、前記アンロード弁をロード位置に切り換えると前記油路とタンクの接続が解除されて前記パイロットポンプがロードするパイロット圧回路を更に備え、前記エンジン制御装置は、前記操作装置が操作されても前記アクチュエータが動き始めない範囲の前記操作装置の操作量を閾値として予め設定しておき、前記オートアイドル制御において、作業の再開のために前記操作装置が操作されて前記操作装置の操作量が前記閾値に達した時点で、前記エンジンの目標回転数を前記オートアイドル回転数から前記エンジン回転数設定装置によって設定された回転数に切り換えると共に、前記アンロード弁をアンロード位置に切り換えることで前記パイロットポンプとしてのエンジン負荷を解除し、前記エンジンの回転数が所定回転数に上昇した後か、前記エンジンの回転数が所定回転数に上昇しなくても前記エンジンの目標回転数を切り換えてから所定時間が経過したとき、前記アンロード弁をロード位置に復帰させることで前記パイロットポンプとしてのエンジン負荷を再投入するエンジン回転数早期復帰制御を行うものとする。

【0011】

このようにオートアイドル制御において操作装置が操作されて作業が再開され、エンジンの回転数をエンジン回転数設定装置によって設定した目標回転数に応じた回転数に復帰させるとき、油圧ポンプ以外の複数のエンジン負荷の少なくとも1つを解除してエンジンの負荷を低減することで、従来よりもさらに速やかにエンジンが加速され、短時間で負荷の高い作業を行うことが可能になる。また、オートアイドル制御の操作性が改善するため、オートアイドル制御の使用頻度を高めることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、オペレータが作業を再開しエンジンの回転数を復帰させるとき、従来よりもさらに速やかにエンジンが加速され、短時間で負荷の高い作業を行うことが可能になる。また、オートアイドル制御の操作性が改善するため、オートアイドル制御の使用頻度が高まり、油圧作業機械内外の騒音の低減や、燃費改善の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施の形態に係わる油圧ショベルの外観を示す図である。

【図2】油圧ショベルに搭載される油圧駆動装置とエンジン制御装置及びその周辺機器を示すシステム構成図である

【図3】車体コントローラにおけるオートアイドル制御の処理機能を示すフローチャートである。

【図4】オートアイドル制御の一部であるエンジン回転数早期復帰制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図5】エンジン回転数早期復帰制御による各部の時間的な挙動の変化を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を、油圧作業機械が油圧ショベルである場合について図面を用いて説明する。

【0015】

〜構成〜
図１は油圧ショベルの外観を示す図である。

【0016】

油圧ショベルは、垂直方向にそれぞれ回動するブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びバケット１０１ｃからなる多関節型のフロント装置１０１Ａと、上部旋回体１０１ｄ及び下部走行体１０１ｅからなる車体１０１Ｂとで構成され、フロント装置１０１Ａのブーム１０１ａの基端は上部旋回体１０１ｄの前部に垂直方向に回動可能に支持されている。ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ、上部旋回体１０１ｄ及び下部走行体１０１ｅはそれぞれブームシリンダ１０３ａ、アームシリンダ１０３ｂ、バケットシリンダ１０３ｃ、旋回モータ１０３ｄ及び左右の走行モータ１０３ｅ，１０３ｆによりそれぞれ駆動される。ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ、上部旋回体１０１ｄの動作は操作レバー装置４ａ，４ｂ（図２参照）の油圧操作信号である操作パイロット圧により指示され、下部走行体１０１ｅの動作は図示しない走行用の操作ペダル装置の油圧操作信号である操作パイロット圧により指示される。

【0017】

上部旋回体１０１ｄはキャビン１０１ｈを備え、キャビン１０１ｈ内には運転席１０１ｓが位置する運転室が形成されている。また、運転室には操作レバー装置４ａ，４ｂ（図２参照）や走行用の操作ペダル装置などの複数の操作装置やゲートロックレバー３４（図２参照）などが配置されている。

【0018】

図２は、油圧ショベルに搭載される油圧駆動装置とエンジン制御装置及びその周辺機器を示すシステム構成図である。

【0019】

図２において、油圧駆動装置はエンジン１（ディーゼルエンジン）と、それぞれの回転軸がエンジン１の回転軸と連結され、エンジン１によって駆動されるメインの油圧ポンプ２及びパイロットポンプ３と、油圧ポンプ２から吐出される圧油によって駆動され、それぞれの作業要素１０１ａ〜１０１ｅを駆動する複数のアクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆと、油圧ポンプ２から複数のアクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆに供給される圧油の流れ（圧油が供給される方向と流量）をそれぞれ制御する複数の流量制御弁５ａ〜５ｆと、パイロットポンプ３の吐出油に基づいて複数の作業要素１０１ａ〜１０１ｅの動作（方向と速度）を指示する操作パイロット圧を生成し、複数の流量制御弁５ａ〜５ｆを切り換える上述した操作レバー装置４ａ，４ｂを含む複数の操作装置とを備えている。

【0020】

複数の作業要素１０１ａ〜１０１ｅはそれぞれ図１に示したブーム、アーム、バケット、上部旋回体及び下部走行体であり、複数のアクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆはそれぞれ図１に示したブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ及び左右の走行モータである。図２では、操作レバー装置４ａ，４ｂ以外の操作装置は図示を省略している。

【0021】

パイロットポンプ３の吐出油が操作レバー装置４ａ，４ｂに導かれる油路２１にはパイロットリリーフ弁７が接続され、このパイロットリリーフ弁７により一定の一次パイロット圧を生成するパイロット圧回路２２が形成されている。操作レバー装置４ａ，４ｂはそれぞれ１対のパイロット弁（減圧弁）を内蔵しており、パイロット圧回路２２の一次パイロット圧を元圧として操作レバー装置４ａ，４ｂの操作レバーの操作量（操作装置の操作量）に応じてその一次パイロット圧を減圧し、操作レバーの操作方向と操作量に応じた操作パイロット圧を生成する。図示しないその他の操作装置も同様である。操作レバー装置４ａ，４ｂ及び図示しないその他の操作装置によって生成された操作パイロット圧はそれぞれ信号制御弁６を経由して流量制御弁５ａ〜５ｆに導かれ、流量制御弁５ａ〜５ｆのスプールを駆動することで油圧アクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆの動作方向と動作速度が制御される。

【0022】

油圧ポンプ２は可変容量型であり、油圧ポンプ２の押しのけ容積可変部材（例えば斜板）２ａと、この押しのけ容積可変部材２ａを駆動し、油圧ポンプの容量を変化させるレギュレータ２ｂを有している。レギュレータ２ｂはレギュレータピストン８を備え、レギュレータピストン８は大径受圧部８ａと小径受圧部８ｂを有している。

【0023】

信号制御弁６は複数のシャトル弁を内蔵しており、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置によって生成された操作パイロット圧を流量制御弁５ａ〜５ｆに出力するとともに、生成された操作パイロット圧のうちの最も高い圧力を選択して制御圧を生成し、この制御圧を出力する機能を有している。信号制御弁６から出力された制御圧はレギュレータピストン８の大径受圧部８ａに導かれる。レギュレータピストン８の小径受圧部８ｂにはパイロット圧回路２２で生成された油路２１の一次パイロット圧が導かれる。

【0024】

操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバー或いは操作ペダル（以下「操作レバー」で代表する）の全てが中立位置にあるとき、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置によって生成される操作パイロット圧はタンク圧であり、信号制御弁６から出力される制御圧もタンク圧である。このときレギュレータピストン８のピストン本体はパイロット圧回路２２の一次パイロット圧により図示左方向に押され、押しのけ容積可変部材２ａは最小傾転位置にあり、油圧ポンプ２の吐出流量は最少である。操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーいずれかが操作されると、その操作量に応じた操作パイロット圧が生成され、その操作パイロット圧が信号制御弁６から制御圧としてレギュレータピストン８の大径受圧部８ａに出力される。このとき、レギュレータピストン８のピストン本体は大径受圧部８ａと小径受圧部８ｂの受圧面積差と制御圧の大きさに応じて図示右方向に押され、押しのけ容積可変部材２ａの傾転角は増大し、油圧ポンプ２の吐出流量も増大する。このようにレギュレータピストン８は操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーの操作量に応じて駆動され、操作レバーの操作量に応じた流量となるよう油圧ポンプ２の吐出流量を制御する（ポジコン制御）。

【0025】

また、信号制御弁６は生成した制御圧を検出する圧力センサ１７を備え、この圧力センサ１７の検出信号は車体コントローラ１０に入力される。信号制御弁６によって生成される制御圧は操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーに応じてパイロット一次圧を減圧した圧力であることから、車体コントローラ１０は圧力センサ１７の検出信号を用いて操作レバーの操作量を検知することができる。

【0026】

パイロット圧回路２２の油路２１には、車体コントローラ１０からの電気信号により作動するアンロード電磁弁９が接続されている。アンロード電磁弁９は油路２１をタンク１１に連通する開位置（アンロード位置）と油路２１とタンク１１との連通を遮断する閉位置（ロード位置）とを有し、車体コントローラ１０から出力される電気信号がＯＦＦであるときは閉位置にあり、パイロットポンプ３はロードしており（パイロット圧回路２２に一定の一次パイロット圧を生成する負荷状態にあり）、電気信号がＯＮになると開位置に切り換わり、油路２１の圧油をタンク１１に導くことでパイロットポンプ３をアンロードする（パイロット圧回路２２に一定の一次パイロット圧が生成されない負荷解除状態にある）。

【0027】

アンロード電磁弁９は油圧切換式のアンロード弁であってもよい。その場合は、車体コントローラ１０とアンロード弁の間に電気油圧変換弁を配置し、電気油圧変換弁から出力された圧力によりアンロード弁を切り換えればよい。

【0028】

運転席の前側の左側部（キャビン１０１ｈの入り口側）には、運転席１０１ｓの入り口を制限する下げ位置である第１位置Ａと運転席１０１ｓの入り口を開放する上げ位置である第２位置Ｂとに選択的に操作可能であるゲートロックレバー３４が設けられている。ゲートロックレバー３４の基端部にはゲートロックレバー３４の操作位置を検出する位置センサ３５が設けられており、位置センサ３５の検出信号は車体コントローラ１０に入力される。パイロット圧回路２２の油路２１の下流側には、ゲートロックレバー３４の開閉状況によってＯＮ／ＯＦＦ制御される電磁切換弁３６が配置されている。ゲートロックレバー３４が第１位置Ａにあるとき、車体コントローラ１０はＯＮ信号を出力し、電磁切換弁３６のソレノイドを励磁して電磁切換弁３６を図示の位置に切り換える。このとき、パイロット圧回路２２の圧力は信号制御弁６を介して操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置に導かれ、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置による操作パイロット圧の生成が可能となる．その結果、その操作パイロット圧による流量制御弁５ａ〜５ｆの操作が可能となる。ゲートロックレバー３４が第２位置Ｂに上げ操作されると、車体コントローラ１０はＯＦＦ信号を出力し、電磁切換弁３６のソレノイドを励磁を解除して電磁切換弁３６を図示の位置から切り換え、パイロット圧回路２２と操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の連通を遮断する。これにより操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置による操作パイロット圧の生成が不能となり、その操作パイロット圧による流量制御弁５ａ〜５ｆの操作が不能となる。すなわち、ゲートロックレバー３４が第２位置Ｂに上げ操作されると操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置に対してロック入りの状態となる。

【0029】

エンジン１はエンジンコントローラ１ａにより所定の回転数で回転するように制御される。エンジン１には回転数センサ１ｂが取り付けられており、回転数センサ１ｂの検出信号はエンジンコントローラ１ａに入力される。また、車体コントローラ１０から目標回転数がエンジンコントローラ１ａに入力される。エンジンコントローラ１ａは回転数センサ１ｂの検出信号から演算したエンジン１の回転数と車体コントローラ１０から入力した目標回転数とに基づいてエンジン１の回転数を目標回転数に一致させる燃料噴射量の目標値を計算し、エンジン１に備えられた燃料噴射装置１ｃに制御信号を出力する。燃料噴射装置１ｃはその制御信号に基づいてエンジンコントローラ１ａで計算された目標値に相当する量の燃料を噴射する。油圧ショベルの運転席１０１ｓの近くに、エンジン１の目標回転数を設定するエンジン回転数設定装置であるエンジンコントロールダイヤル１２が配置され、エンジンコントロールダイヤル１２の操作信号は車体コントローラ１０に入力される。エンジン１の目標回転数はオペレータがエンジンコントロールダイヤル１２を操作して調整することができる。

【0030】

また、運転席１０１ｓの近くにはオートアイドルスイッチ１６が配置されており、その信号も車体コントローラ１０に入力される。オペレータがオートアイドルスイッチ１６でオートアイドルモードを選択したとき、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーが中立位置になってから所定時間が経過すると、エンジンコントロールダイヤル１２で高負荷に対応する高い目標回転数を設定していても、車体コントローラ１０は、エンジンコントロールダイヤル１２による目標回転数ではなく、予め設定したオートアイドル回転数を目標回転数としてエンジンコントローラ１ａに出力する。ここで、オートアイドル回転数は待ち時間に騒音が小さく、かつ作業を再開するときは速やかに復帰できる回転数とする。したがって、オペレータが作業を中断してから所定時間経過後に自動的にエンジン１の回転数が低下するので、騒音が低減し、燃費が向上する。オペレータが作業を再開したときは、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置のいずれかの操作レバーが中立位置から移動するのを車体コントローラ１０が圧力センサ１７の検出信号によって検知し、エンジンコントローラ１ａに入力する目標回転数を、オートアイドル回転数からエンジンコントロールダイヤル１２で設定された回転数に切り換え、オペレータが指示した目標回転数で作業できるようにする。

【0031】

なお、上記の説明では、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーが中立位置になってから所定時間が経過した場合に、エンジン１の回転数を自動的にオートアイドル回転数へと低下させたが、ゲートロックレバー３４が第１位置Ａ（操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作パイロット圧の生成を有効とする位置）から第２位置Ｂ（操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作パイロット圧の生成を無効とする位置）に操作された場合に、エンジン１の回転数が自動的にオートアイドル回転数へと低下するようにしてもよい。この場合も、オペレータが作業を中断するためゲートロックレバー３４を第２位置Ｂに操作すると、自動的にエンジン１の回転数が低下するので、騒音が低減し、燃費が向上する。オペレータが作業を再開するときは、ゲートロックレバー３４を第１位置Ａに戻し、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置のいずれかの操作レバーが操作されると、上述したようにエンジン１の目標回転数はエンジンコントロールダイヤル１２で設定された回転数に切り換えられ、オペレータが指示した目標回転数で作業することができる。

【0032】

キャビン１０１ｈ内の運転席１０１ｓが位置する運転室にはエアコン１３が設置されており、エンジン１がコンプレッサ１４を回転駆動し、圧縮された冷媒をコンデンサやエバポレータを含むエアコン１３に供給する。オペレータは運転室内のエアコン操作ダイヤル１５を操作して、運転室内の温度を調節する。エアコン操作ダイヤル１５の信号は車体コントローラ１０に入力され、車体コントローラ１０は図示しないディスプレイ上に設定温度や風量などを表示するとともに、運転室内が設定された温度になるように、コンプレッサ１４に内蔵される電磁クラッチ１４ａの締結と解放を制御する。電磁クラッチ１４ａが締結されるとコンプレッサ１４の回転部がエンジン１によって回され、冷媒を圧縮するので、エンジン１の負荷は増大する。電磁クラッチ１４ａが解放されると、コンプレッサ１４は冷媒を圧縮しないのでエンジン１のコンプレッサ１４による負荷はほぼ０まで減少する。

【0033】

この場合も電磁クラッチ１４ａは油圧切換式のクラッチであってもよく、その場合は、車体コントローラ１０とクラッチの間に電気油圧変換弁を配置し、電気油圧変換弁から出力された圧力によりクラッチを切り換えればよい。

【0034】

図３は車体コントローラ１０におけるオートアイドル制御の機能を示すフローチャートである。車体コントローラ１０の図３に示すオートアイドル制御の機能とエンジンコントローラ１ａとで本発明のオートアイドル制御を行うエンジン制御装置が構成される。

【0035】

まず、車体コントローラ１０は、オートアイドルスイッチ１６の操作信号に基づいてオートアイドルモードが選択されているかどうかを判定する（ステップＳ１００）。オートアイドルモードが選択されていない場合、車体コントローラ１０はその判定処理を繰り返す。

【0036】

ステップＳ１００において、オートアイドルモードが選択されていると判定した場合、車体コントローラ１０は、圧力センサ１７の検出信号に基づいて操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーの操作の有無を判定する（ステップＳ１１０）。より詳しくは、車体コントローラ１０は圧力センサ１７の検出信号から操作パイロット圧を演算し、この操作パイロット圧が不感帯を超えたとき超えたとき、操作レバーが操作されたと判断し、それ以外のときは操作レバーが操作されていない（中立位置にある）と判断する。操作レバーが操作されていると判断した場合（操作レバーが中立位置にないと判断した場合）、車体コントローラ１０はその判定処理を繰り返す。

【0037】

ステップＳ１１０において、操作レバーが操作されていない（中立位置にある）と判断した場合、車体コントローラ１０は、次に、操作レバーが中立位置になってから所定時間が経過したかどうかを判定する（ステップＳ１２０）。操作レバーが中立位置になってから所定時間が経過していない場合、車体コントローラ１０はその判定処理を繰り返す。

【0038】

ステップＳ１００，Ｓ１１０，Ｓ１２０においてそれぞれの判定処理を繰り返すとき、車体コントローラ１０はエンジンコントロールダイヤル１２で設定された目標回転数をエンジンコントローラ１ａに出力し、エンジン１はエンジンコントロールダイヤル１２の目標回転数に基づいて回転数が制御される。

【0039】

ステップＳ１２０において、操作レバーが中立位置になってから所定時間が経過した判断した場合、車体コントローラ１０は、エンジンコントロールダイヤル１２で高負荷に対応する高い目標回転数を設定していても、エンジンコントロールダイヤル１２による目標回転数ではなく、予め設定したオートアイドル回転数を目標回転数としてエンジンコントローラ１ａに出力する（ステップＳ１３０）。これにより操作レバーが中立位置になってから所定時間が経過すると、エンジン１の回転数は自動的にオートアイドル回転数に低下する。

【0040】

次に、車体コントローラ１０は、圧力センサ１７の検出信号に基づいて操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーが操作され、操作パイロット圧が閾値Pithを超えたかどうかを判定する（ステップＳ１４０）。このとき、圧力センサ１７の検出信号から求めた操作パイロット圧が閾値Pithを超えていないと判断した場合、車体コントローラ１０はその判定処理を繰り返す。操作パイロット圧が閾値Pithを超えたと判断した場合、車体コントローラ１０は本発明の特徴であるエンジン回転数早期復帰制御を実行する（ステップＳ１５０）。

【0041】

図４はエンジン回転数早期復帰制御の処理内容を示すフローチャートである。

【0042】

図３のステップＳ１４０において、操作パイロット圧が閾値Pithを超えたと判断した場合、車体コントローラ１０は、エンジン１の目標回転数をアイドル回転数からエンジンコントロールダイヤル１２で設定された目標回転数に切り換え（ステップＳ２００）、エンジン１を加速する。

【0043】

同時に車体コントローラ１０は、エアコン１３のコンプレッサ１４に出力する制御信号をＯＦＦにしてコンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａを解放し、コンプレッサ１４を停止（ＯＦＦ）させる（ステップＳ２１０）。また、車体コントローラ１０は、アンロード電磁弁９に出力する制御信号をＯＮにしてアンロード電磁弁９をアンロード位置に切り換え、パイロットポンプ３をアンロードする（ステップＳ２２０）。これによりエンジン１の負荷は低減され、エンジン１の回転数が早期にエンジンコントロールダイヤル１２で設定した目標回転数に応じた回転数に復帰することが可能となる。ここで、ステップＳ２００，Ｓ２１０，Ｓ２２０の処理は、いずれも操作パイロット圧が閾値Pithを超えたことをトリガ―として始まるものなので、これらの処理の順番は入れ換えてもよい。

【0044】

次に、車体コントローラ１０は、エンジンコントローラ１ａから入力したエンジン１の実回転数が所定回転数、例えばエンジンコントロールダイヤル１２で設定した目標回転数の９０％の回転数に上昇したかどうかと、エンジンコントロールダイヤル１２で設定された目標回転数に切り換えた後、所定時間が経過したかどうかを判定し（ステップＳ２３０）、いずれも否定された場合はその処理を繰り返す。それらのいずれかが肯定された場合（実回転数が所定回転数に上昇する条件と目標回転数を切り換えた後所定時間が経過する条件の一方が成立した場合）は、車体コントローラ１０は、アンロード電磁弁９へ出力する制御信号をＯＦＦにしてアンロード電磁弁９をロード位置に復帰させてパイロットポンプ３を再びロードする（ステップＳ２４０）。同時に車体コントローラ１０は、エアコン１３のコンプレッサ１４に出力する制御信号をＯＮにしコンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａを締結する（ステップＳ２５０）。

【0045】

ここで、閾値Pithは、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーが操作された後、複数のアクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆが動き始めない範囲の操作レバー装置の操作レバーの操作量（操作装置の操作量）、例えばその操作量の上限の値に対応する操作パイロット圧であり、車体コントローラ１０にその値が閾値Pithとして予め設定されている。

【0046】

〜動作〜
図５は、エンジン回転数早期復帰制御による各部の時間的な挙動の変化を示すタイムチャートである。このタイムチャートを用いて、エンジン回転数早期復帰制御による各部の時間的な挙動の変化を説明する。

【0047】

図５において、（ａ）は操作レバーの操作量を表す図である。オペレータがオートアイドルモードを選択し、作業を中断してエンジン１の回転数が低下している状態から、作業を再開するため時刻ｔ０で操作レバーを中立位置からフルストロークまで動かしたとき、それに応じて操作パイロット圧（信号制御弁６が発生する制御圧）が増加する状況を示している。このとき、オートアイドル状態から復帰し作業を再開するまでのエアコン１３のコンプレッサ１４、パイロットポンプ３、エンジン１及び油圧ポンプ２の動作は以下のようである。

【0048】

（ｂ）はコンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａの締結状態を示しており、（ａ）の操作量が中立位置から変化し、時刻ｔ１で操作パイロット圧が閾値のPithを超えて増加したら、車体コントローラ１０はコンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａを解放し、エンジン１の負荷を低減する。時刻ｔ１以前はエアコン１３の設定温度を運転室内の温度との差に応じて、締結と解放を繰り返しているが、時刻ｔ１から後述する時刻ｔ３までは、温度に関わらず電磁クラッチ１４ａを解放する。

【0049】

（ｃ）はパイロットポンプの吐出圧の変化を示す。上記時刻ｔ１で車体コントローラ１０がアンロード電磁弁９をアンロード位置に切り換え、パイロットポンプ３をアンロードする。このとき、アンロード電磁弁９の応答など若干の遅れを伴ってパイロットポンプ３の吐出圧（一次パイロット圧）は低下し、時刻ｔ２でほぼ０になる。このとき以降は、操作レバーを動かしても作業はできないが、エンジン１の負荷が低減するのでエンジン１の回転数はより短時間で上昇する。パイロットポンプ３は後述する時刻ｔ３で再びロードし、作業ができるようになる。

【0050】

また、時刻ｔ１で既にアクチュエータが動き始めていると、パイロットポンプ３をアンロードすることで、一度動き始めたアクチュエータが停止することになり、操作性が悪化する。本実施の形態では、上述したように閾値Pithとして、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーが操作された後、複数のアクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆが動き始めない範囲の操作レバー装置の操作レバーの操作量（操作装置の操作量）、例えばその操作量の上限の値に対応する操作パイロット圧を設定してある。そして、操作パイロット圧が閾値Pithに達する時刻ｔ１でアンロード電磁弁９をアンロード位置に切り換え、パイロットポンプ３をアンロードする。これによりパイロットポンプ３をアンロードすることで、一度動き始めたアクチュエータが停止するような事態は起こらず、操作性の悪化を生じることなくエンジン回転数の早期復帰制御が可能となる。

【0051】

（ｄ）はエンジン１の回転数を示している。上記時刻ｔ１で、目標回転数をオートアイドルの回転数Ｎ０から、エンジンコントロールダイヤル１２によってオペレータが設定した回転数Ｎｐに切り換える。エンジン１の実回転数は目標回転数にやや遅れて追従するが定常状態では目標回転数Ｎｐに一致する。実回転数が目標回転数の例えば９０％に達する時刻をｔ３とすると、時刻ｔ３でほぼエンジン１の加速が完了し、オートアイドルから復帰することになる。この時刻ｔ３で、コンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａを再び締結し、エアコン１３は通常の制御に戻る。パイロットポンプ３も時刻ｔ３で、再びロードする。エンジン１の回転数は既にオペレータが設定した回転数Ｎｐに近いので、作業を中断してオートアイドルで回転数が低下する前に行っていた作業を違和感なく再開することができる。

【0052】

また、前述したように、車体コントローラ１０は、エンジンコントロールダイヤル１２で設定された目標回転数Ｎｐに切り換えた後、所定時間が経過したかどうかも判定している。これによりエンジン１の不調或いは故障などでエンジン１の回転数が上昇せず、実回転数が目標回転数の９０％に達しなくても、所定時間が経過すればパイロットポンプ３をロードするので、油圧ショベルを動かして安全を確保することができる。

【0053】

（ｅ）は上記の制御の結果、油圧ポンプ２が吸収するトルクを示している。時刻ｔ１までは操作レバーが中立位置であるため、また、時刻ｔ１から時刻ｔ３までは、パイロットポンプ３はアンロードされているため、油圧ポンプ２が吸収するトルクは最も低くなっている。時刻ｔ３以降は、パイロットポンプ３がロードされるため操作レバーの操作量の増加にしたがって油圧ポンプ２の吸収トルクが増加している。

【0054】

〜効果〜
以上のように本実施の形態によれば、オートアイドル制御において操作レバー装置４ａ，４ｂが操作されて作業が再開され、エンジン１の回転数をオートアイドル回転数からエンジンコントロールダイヤル１２（エンジン回転数設定装置）によって設定した目標回転数に応じた回転数に復帰させるとき、アンロード電磁弁９をアンロード位置に切り換えかつコンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａを解放してエンジン１の負荷を低減することで、従来よりも速やかにエンジン１が加速され、短時間で負荷の高い作業を行うことが可能になる。

【0055】

また、オートアイドル制御の操作性が改善するため、オートアイドル制御の使用頻度を高まり、油圧作業機械である油圧ショベル内外の騒音を低減しかつ燃費を改善することができる。

【0056】

また、本実施の形態によれば、閾値Pithとして、操作レバー装置４ａ，４ｂ及びその他の操作装置の操作レバーが操作された後、複数のアクチュエータ１０３ａ〜１０３ｆが動き始めない範囲の操作装置の操作量の上限の値に対応する操作パイロット圧を設定し、操作パイロット圧が閾値Pithに達する時刻ｔ１でアンロード電磁弁９をアンロード位置に切り換え、パイロットポンプ３をアンロードする。これによりパイロットポンプ３をアンロードすることで、一度動き始めたアクチュエータが停止するような事態は起こらず、操作性の悪化を生じることなくエンジン回転数の早期復帰制御が可能となる。

【0057】

更に、本実施の形態によれば、エンジン回転数早期復帰制御でエンジン１の回転数を復帰させるとき、エンジン１の目標回転数をエンジンコントロールダイヤル１２で設定された目標回転数に切り換えた後、所定時間が経過したときは、エンジン１の回転数が所定回転数に上昇しなくてもアンロード電磁弁９をロード位置に復帰させる。これによりエンジン１の不調或いは故障などでエンジン１の回転数が上昇せず、実回転数が目標回転数の９０％に達しなくても、所定時間が経過すればパイロットポンプ３をロードするので、油圧ショベルを動かして安全を確保することができる。

【0058】

〜その他〜
なお、上記の実施の形態においては、作業が再開され、エンジン回転数早期復帰制御を行うとき、パイロット圧回路のアンロード電磁弁９を切り換えパイロットポンプ３をアンロードする制御とコンプレッサ１４の電磁クラッチ１４ａを切り換えコンプレッサをエンジンから切り離す制御の両方を行ってエンジン負荷を低減したが、その一方（例えばパイロット圧回路のアンロード電磁弁９を切り換えパイロットポンプ３をアンロードする制御）だけを行ってもよい。この場合も従来よりも速やかにエンジン１が加速され、短時間で負荷の高い作業を行うことが可能になる。

【符号の説明】

【0059】

１ エンジン
１ａ エンジンコントローラ（エンジン制御装置）
１ｂ 回転数センサ
１ｃ 燃料噴射装置
２ 油圧ポンプ
２ａ 押しのけ容積可変部材
２ｂ レギュレータ
３ パイロットポンプ
４ａ，４ｂ 操作レバー装置
５ａ〜５ｆ 流量制御弁
６ 信号制御弁
７ パイロットリリーフ弁
８ レギュレータピストン
９ アンロード電磁弁
１０ 車体コントローラ（エンジン制御装置）
１１ タンク
１２ エンジンコントロールダイヤル（エンジン回転数設定装置）
１３ エアコン
１４ コンプレッサ
１４ａ 電磁クラッチ
１５ エアコン操作ダイヤル
１６ オートアイドルスイッチ
１７ 圧力センサ
２１ 油路
２２ パイロット圧回路
３４ ゲートロックレバー
１０３ａ〜１０３ｆ アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】