JP2007113304A - 油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーのニーズに合わせ、それぞれの稼働現場に適した作業性を提供することができると共に燃費を向上させることができる油圧駆動装置を提供する。
【解決手段】油圧駆動装置は、エンジン１７と、油圧ポンプ１８と、油圧アクチュエータ２０と、エンジン１７での燃費がそれぞれ異なるパワーモードと通常エコノミーモードと第１エコノミーモードとを含む複数の作業モードの中からオペレータが所望の作業モードを選択するためのモニタパネル３９と、エンジン・油圧ポンプ制御装置４０とを備える。エンジン・油圧ポンプ制御装置４０は、モニタパネル３９で選択された作業モードに応じてエンジン１７と油圧ポンプ１８とを制御し、通常エコノミーモードにおいて所定の作業条件が満たされた場合にはパワーモードでの運転に切り換え、第１エコノミーモードにおいては作業条件が満たされても第１エコノミーモードでの運転を維持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧駆動装置に関する。

従来の油圧駆動装置として、特許文献１，２にて提案されているものが知られている。特許文献１に係る油圧駆動装置では、オペレータが選択した作業モードに適合するエンジン出力トルク特性およびポンプ吸収トルク特性をそれぞれ設定するようにされている。一方、特許文献２に係る油圧駆動装置では、操作レバーの特定の操作状態を検知することで作業機等が特定の操作状態にあることを検知し、作業機等が特定の操作状態にあるときに油圧ポンプの吸収トルクの最大値をその操作状態に合わせて所定値に設定するようにされている。

特許文献１に係る油圧駆動装置においては、オペレータが重掘削モードを選択した場合には、エンジンは全負荷運転とされ、図１５において記号ＥＬａ’のラインで示されるエンジン出力トルク特性が設定される。このエンジン出力トルクラインＥＬａ’においては、設定エンジン回転数ＮＡ’に向けてレギュレーションラインＲａ’が設定されるとともに、エンジン回転数Ｎａ’においてエンジンの出力（馬力）が最大となるように設定され、このエンジン回転数Ｎａ’においてエンジンの出力トルクはＴａ’とされる（以下、エンジン回転数Ｎａ’とエンジンの出力トルクＴａ’とにより特定される出力トルク点を「出力トルク点Ｍａ’」と呼ぶ）。また、可変容量型油圧ポンプ（以下、単に「油圧ポンプ」という。）の吐出油量調整により、図１５において記号ＰＬａ’のラインで示されるポンプ吸収トルク特性が設定される。ここで、このポンプ吸収トルクラインＰＬａ’は、エンジン回転数を変数とする単調増加関数になるようにされる。そして、出力トルク点Ｍａ’においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとが一致（以下、このような状態を「マッチング」と称する。）され、出力トルク点Ｍａ’におけるエンジン馬力、つまりエンジンの最大馬力を油圧ポンプが吸収することで、重掘削作業を高効率で行えるようにされている。このように、例えば、出力トルク点Ｍａ’におけるエンジン回転数Ｎａ’を目標値とし、エンジンの目標回転数と実回転数との偏差を演算しながら油圧ポンプの吸収トルクを増減させて、出力トルク点Ｍａ’においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとをマッチングさせる制御方式を「エンジン回転数センシング制御」と称し、既に公知の技術である。
特開平２−３８６３０号公報 特開２００２−２９５４０８号公報

一方、上記のような油圧駆動装置において、複数の作業モードの中からある作業モードが選択された場合において、所定の作業条件が満たされた場合には他の作業モードでの運転に自動的に切り替わるようにされたものがある。例えば、オペレータの操作によって、作業性を重視したパワーモードと、燃費を重視したエコノミーモードとが選択可能とされ、エコノミーモードが選択されている場合であっても所定の作業条件が満たされた場合には、自動的にパワーモードに切り替わるようにされたものがある。より詳細に説明すると、この油圧駆動装置において、パワーモードが選択された場合には、図１６に示すように出力トルク点Ｍａ’ においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとがマッチングされる。なお、出力トルク点Ｍａ’ 以下、「マッチング点Ｍａ’」と呼ぶ）は、上記の特許文献１に係る油圧駆動装置と同様の手法で設定される。また、エコノミーモードが選択された場合には、記号ＥＬｂ’のラインで示されるエンジン出力トルク特性が設定される。また、油圧ポンプの吐出油量調整により、記号ＰＬｂ’のラインで示されるポンプ吸収トルク特性が設定される。そして、エンジン回転数Ｎｂ’とそのエンジン回転数Ｎｂ’に対応するエンジンの出力トルクＴｂ’とにより特定される出力トルク点Ｍｂにおいてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとがマッチングされる（以下、出力トルク点Ｍｂ’を「マッチング点Ｍｂ’」と呼ぶ）。このように、エコノミーモードでは、パワーモードでのマッチング点Ｍａ’よりも燃料消費率（ｇ／ｋｗ・ｈ）が低いマッチング点Ｍｂ’においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとをマッチングさせることができるため、燃料効率の良い領域でエンジンを使用することができ、燃費を向上させることができる。

また、この油圧駆動装置においては、エコノミーモードが選択されていても所定の作業条件が満たされた場合には、マッチング点Ｍａ’においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとがマッチングされる。例えば、油圧ショベルにおいて、エコノミーモードが選択されている状態で、上部旋回体の旋回操作が行われ、且つ、ブームの上げ操作が行われている場合には、パワーモードでのマッチング点Ｍａ’においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとがマッチングされる。これにより、エンジンの最大馬力を有効に油圧ポンプが吸収することができ、土砂の掘削動作および旋回・ブーム上げ動作を高効率で行うことができる。そして、旋回・ブーム上げ動作から旋回・ブーム下げ動作に変化した場合には、マッチング点Ｍｂ’においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとがマッチングされる。これにより、エンジンの出力および油圧ポンプの出力がそれぞれ抑制されることで、総量として無駄な燃料消費を低減することができる。

以上のように、上記のような油圧駆動装置では、エコノミーモードを選択することによって燃費を向上させることができると共に、必要な場合には自動的にパワーモードでの運転に切り替わることによって作業性を向上させることができる。

しかし、このような油圧駆動装置では、所定の作業条件が満たされる場合には、常にパワーモードに切り替わってしまうが、稼働現場の状況は場所によって或いは時によって異なるため、パワーモードに切り替わる必要がない場合もある。例えば、通常より採石する必要が少なく作業量が少ない現場においては、パワーモードに切り替わらずに低燃費での運転を続ける方が、燃費の向上にとって望ましい。また、このような状況では、作業性の低下も問題にならない。

本発明の課題は、ユーザーのニーズに合わせ、それぞれの稼働現場に適した作業性を提供することができると共に燃費を向上させることができる油圧駆動装置を提供することにある。

第１発明に係る油圧駆動装置は、エンジンと、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、選択装置と、制御部とを備える。油圧ポンプは、エンジンにより駆動される。油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出される圧油により作動する。選択装置は、エンジンでの燃費がそれぞれ異なる第１作業モードと第２作業モードと第３作業モードとを含む複数の作業モードの中からオペレータが所望の作業モードを選択するための装置である。制御部は、選択装置で選択された作業モードに応じてエンジンと油圧ポンプとを制御し、第２作業モードにおいて所定の作業条件が満たされた場合には第１作業モードでの運転に切り換え、第３作業モードにおいては作業条件が満たされても第３作業モードでの運転を維持する。

この油圧駆動装置では、第２作業モードが選択されている場合には、所定の作業条件が満たされた場合に自動的に第１作業モードに切り替わる。このため、作業条件に適した作業モードで作業を行うことができる。また、ユーザーが、第２作業モードから第１作業モードに自動的に切り替わることを望まない場合には、第３作業モードを選択することにより、作業条件に関わらず第３作業モードでの運転を続けることができる。これにより、この油圧駆動装置では、ユーザーのニーズに合わせ、それぞれの稼働現場に適した作業性を提供することができると共に燃費を向上させることができる。

第２発明に係る油圧駆動装置は、第１発明の油圧駆動装置であって、第１作業モードは、第２作業モードおよび第３作業モードよりも油圧ポンプでの吸収馬力が大きい作業モードである。また、第２作業モードおよび第３作業モードは、第１作業モードよりもエンジンでの燃費がよい作業モードである。

この油圧駆動装置では、作業性を重視する場合には第１作業モードを選択することにより、作業性を向上させることができる。また、作業性よりも燃費を重視する場合には、第２作業モードまたは第３作業モードを選択することにより、燃費を向上させることができる。特に、一連の作業を通して作業性を向上させる必要が少ない場合には、第３作業モードを選択することにより、第１作業モードへの移行を禁止して、燃費をより向上させることができる。

第３発明に係る油圧駆動装置は、第２発明の油圧駆動装置であって、第３作業モードは、第２作業モードよりも油圧ポンプでの吸収馬力が小さく且つエンジンでの燃費のよい作業モードである。

この油圧駆動装置では、第３作業モードを選択することにより、第２作業モードよりもさらに低燃費での運転を行うことができる。

第４発明に係る油圧駆動装置は、第２発明または第３発明の油圧駆動装置であって、エンジンにより駆動される走行装置をさらに備え、作業条件とは、走行装置が駆動されることである。

この油圧駆動装置では、第１作業モードよりも燃費がよい、すなわち、第１作業モードよりも作業性が低い第２作業モードが選択されている場合であっても、走行装置が駆動される場合には第１作業モードにてエンジン及び油圧ポンプが制御される。このため、走行時の出力不足を抑えることができる。特に、走行装置の駆動には、他の作業よりも多くの燃料が必要であるため、走行装置が駆動される場合に第１作業モードに切り替わることが作業性の向上に有効である。

第５発明に係る油圧駆動装置は、第２発明から第４発明のいずれかの油圧駆動装置であって、制御部は、第１作業モードを含まず且つ第２作業モードおよび第３作業モードを含む複数の作業モードの中から選択装置によって選択された作業モードを記憶する第１記憶部を有する。また、選択装置では非省エネルギー作業モードと省エネルギー作業モードとの選択が可能である。そして、制御部は、非省エネルギー作業モードが選択された場合には第１作業モードでの運転を行い、省エネルギー作業モードが選択された場合には第１記憶部に記憶された作業モードにて運転を行う。

この油圧駆動装置では、第２作業モードおよび第３作業モードを含む複数の作業モードの中から選択された一の作業モードが記憶され、次回からは省エネルギー作業モードを選択することによって、前回記憶された作業モードでエンジン及び油圧ポンプが制御される。このため、作業モードの選択操作を簡略化することができる。

第６発明に係る油圧駆動装置は、第１発明から第５発明のいずれかの油圧駆動装置であって、制御部は、第２記憶部と第３記憶部とを有する。第２記憶部には、第１作業モードに対応した第１エンジン出力トルク特性と、第２作業モードに対応し全負荷領域の最大出力トルクが第１エンジン出力トルク特性と異なる第２エンジン出力トルク特性とが記憶されている。第３記憶部には、第１作業モードに対応した第１ポンプ吸収トルク特性と、第２作業モードに対応した第２ポンプ吸収トルク特性と、第３作業モードに対応した第３ポンプ吸収トルク特性とが記憶されている。そして、制御部は、第１エンジン出力トルク特性と第１ポンプ吸収トルク特性とが一致する第１マッチング点と、第２エンジン出力トルク特性と第２ポンプ吸収トルク特性とが一致する第２マッチング点と、第２エンジン出力トルク特性のレギュレーションラインより低回転側に位置する第３レギュレーションラインと第３ポンプ吸収トルク特性とが一致する第３マッチング点とを設定し、第１作業モードにおいては第１マッチング点においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとが一致するようにエンジンと油圧ポンプを制御し、第２作業モードにおいては第２マッチング点においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとが一致するようにエンジンと油圧ポンプを制御し、第３作業モードにおいては第３マッチング点においてエンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとが一致するようにエンジンと油圧ポンプを制御する。

従来の油圧駆動装置では、複数の作業モードに対応した複数のマッチング点が設定される場合、同種の設定手法によって各マッチング点が設定されていた。例えば、エンジン出力トルクラインのレギュレーションラインが切り換えられることによって各マッチング点が設定されていた。或いは、ポンプ吸収トルクラインが切り換えられることによって各マッチング点が設定されていた。

しかし、この油圧駆動装置では、第２マッチング点は、全負荷領域の最大出力トルクが異なるエンジン出力トルク特性の切り換えと、ポンプ吸収トルク特性の切り換えとによって設定される。また、第３マッチング点は、エンジン出力トルク特性のレギュレーションラインの切り換えと、ポンプ吸収トルク特性の切り換えとによって設定される。このように、この油圧駆動装置では、複数のマッチング点の設定において、別種の設定手法が用いられる。これにより、各作業モードにより適したマッチング点を設定することができる。

第７発明に係る油圧駆動装置は、エンジンと、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、選択装置と、制御部とを備える。油圧ポンプは、エンジンにより駆動される。油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出される圧油により作動する。選択装置は、第１作業モードと、第１作業モードよりも燃費がよい第２作業モードと、第２作業モードよりも燃費がよい第３作業モードとを含む複数の作業モードの中からオペレータが所望の作業モードを選択するための装置である。制御部は、選択装置で選択された作業モードに応じてエンジンと油圧ポンプとを制御し、第２作業モードにおいて所定の作業条件が満たされた場合には第２作業モードよりも出力が高い作業モードでの運転に切り換え、第３作業モードにおいては作業条件が満たされても第３作業モードでの運転を維持する。

この油圧駆動装置では、第２作業モードが選択されている場合には、所定の作業条件が満たされた場合に第２作業モードよりも出力が高い作業モードに切り替わる。このため、作業条件に適した作業モードで作業を行うことができ、作業性を向上さえることができる。また、ユーザーが、第２作業モードよりも出力が高い作業モードに自動的に切り替わることを望まない場合には、第３作業モードを選択することにより、作業条件に関わらず第３作業モードでの運転を続けることができ、燃費を向上させることができる。これにより、この油圧駆動装置では、ユーザーのニーズに合わせ、それぞれの稼働現場に適した作業性を提供することができると共に燃費を向上させることができる

この油圧駆動装置では、第２作業モードが選択されている場合には、所定の作業条件が満たされた場合に自動的に第１作業モードに切り替わる。このため、作業条件に適した作業モードで作業を行うことができる。また、ユーザーが、第２作業モードから第１作業モードに自動的に切り替わることを望まない場合には、第３作業モードを選択することにより、作業条件に関わらず第３作業モードでの運転を続けることができる。これにより、この油圧駆動装置では、ユーザーのニーズに合わせ、それぞれの稼働現場に適した作業性を提供することができると共に燃費を向上させることができる

＜構成＞
〈全体構成〉
本発明に係る油圧駆動装置の一実施形態である油圧ショベル１を図１に示す。この油圧ショベル１は、走行用油圧モータ２ａにより駆動される走行装置２ｂを備えてなる下部走行体２と、旋回用油圧モータ３ａにより駆動される旋回装置３と、この旋回装置３を介して下部走行体２上に配される上部旋回体４と、この上部旋回体４の前部中央位置に取着される作業機５と、その上部旋回体４の前部左方位置に設けられる運転室６を備えて構成されている。

ここで、作業機５は、上部旋回体４側から順にブーム７、アーム８およびバケット９がそれぞれ回動可能に連結されてなり、これらブーム７、アーム８およびバケット９のそれぞれに対応するように油圧シリンダ（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２）が配置されている。また、運転室６における運転席（図示省略）の両側には、上部旋回体４の旋回動作および作業機５の屈曲起伏動作を操作する作業機操作レバー１３，１４（図２参照）が配置されるとともに、運転席の前方には、下部走行体２の走行動作を操作する一対の走行操作レバー１５，１５（図２参照）およびモニタパネル３９（図２および図３参照）が配置されている。

また、この油圧ショベル１には、図２に示すような油圧回路１６が設けられている。この油圧回路１６は、エンジン１７により駆動される油圧ポンプ１８から吐出される作動圧油を操作弁１９を介して油圧アクチュエータ２０（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、走行用油圧モータ２ａ、旋回用油圧モータ３ａ）に供給および排出するように構成されている。そして、この油圧回路１６の作動により、作業機５の屈曲起伏動作、上部旋回体４の旋回動作、および下部走行体２の走行動作がそれぞれ行われる。

〈エンジン〉
エンジン１７は、ディーゼル式のエンジンであり、このエンジン１７には、蓄圧（コモンレール）式の燃料噴射装置２１が付設されている。この燃料噴射装置２１は、それ自体公知のものであって、図示による詳細説明は省略するが、燃料圧送ポンプによりコモンレール室に燃料を蓄圧し、電磁弁の開閉によりインジェクタから燃料を噴射する方式のものであり、エンジンコントローラ２２から電磁弁への駆動信号により燃料噴射特性が決定され、エンジン１７の低速域から高速域まで任意の噴射特性を得ることができるようにされている。この油圧ショベル１では、燃料噴射装置２１、エンジンコントローラ２２および各種センサ類を含む機器にて、いわゆる電子制御噴射システムが構築されており、かかる電子制御噴射システムでは、目標噴射特性をデジタル値でマップ化することにより、図９に示すようなエンジン出力トルク特性を得ることができる。ここで、エンジン１７のスロットル量を設定するために燃料ダイヤル２３が設けられ、この燃料ダイヤル２３に付設されるポテンショメータ２３ａからのスロットル信号（以下、「第１スロットル信号」という。）がポンプコントローラ２４に入力される。また、エンジン１７の実回転数は回転数センサ２５にて検出され、その検出信号はエンジンコントローラ２２およびポンプコントローラ２４にそれぞれ入力される。

〈油圧ポンプ〉
油圧ポンプ１８はエンジン１７によって駆動される可変容量型の油圧ポンプであり、この油圧ポンプ１８には、電気・油圧サーボ機構２６が付設されている。この電気・油圧サーボ機構２６は、油圧ポンプ１８から吐出される圧油を利用してその油圧ポンプ１８の斜板１８ａの傾転角を調整するレギュレータ２７と、ポンプコントローラ２４からの制御電流に基づいてレギュレータ２７を制御する電磁比例制御弁２８とを有している。ここで、ポンプコントローラ２４では、前述の燃料ダイヤル２３に付設のポテンショメータ２３ａからの第１スロットル信号および後述するモニタパネル３９からの作業モード指令信号により設定された設定エンジン回転数を読み取り、さらに回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号により実エンジン回転数を読み取り、この両エンジン回転数の偏差に応じて油圧ポンプ１８の吸収トルクを増減するため、油圧ポンプ１８の斜板１８ａの傾転角を制御する制御電流値を電磁比例制御弁２８に出力する。また、油圧ポンプ１８の吐出圧力を検出する圧力センサ２９が設けられ、この圧力センサ２９からのポンプ吐出圧信号はポンプコントローラ２４に入力される。

〈操作弁〉
操作弁１９は、油圧アクチュエータ２０に対応して設けられる油圧パイロット操作式の方向制御弁３０，・・，３０の集合体であり、後述する各減圧弁３３，３４，３６から出力されるパイロット圧油の各方向制御弁３０への供給により所定の油路切換動作が行われる。

〈操作レバー〉
作業機操作レバー１３，１４には、各種レバー操作に対応する各種操作指令を出力する操作部３１，３２を介して減圧弁３３，３４が付設されている。

一方、走行操作レバー１５，１５にも同様に、各種レバー操作に対応する各種操作指令を出力する操作部３５を介して減圧弁３６が付設されている。

各減圧弁３３，３４，３６には、図示省略されるパイロットポンプからのパイロット圧油が供給されるようになっており、各減圧弁３３，３４，３６は、供給されたパイロット圧油を各種操作指令に基づいて調圧しその調圧されたパイロット圧油を操作弁１９に向けて出力する。そして、各減圧弁３３，３４，３６から出力されたパイロット圧油は、操作弁１９における所定のパイロット圧油入力ポートに入力され、これによって所定の油路切換動作が行われる。

こうして、作業機操作レバー１３，１４の所定の操作にて上部旋回体４の旋回動作と作業機５の屈曲起伏動作とが行われるようにされるとともに、走行操作レバー１５，１５の所定の操作にて下部走行体２の走行動作が行われる。

また、作業機操作レバー１３，１４および走行操作レバー１５，１５のそれぞれの操作状態を示す操作信号は、各減圧弁３３，３４，３６に付設される油圧スイッチ３７，・・・，３７を介してポンプコントローラ２４に入力されるようになっている。本実施形態においては、それら操作レバー１３，１４，１５，１５の所定の操作にてポンプコントローラ２４に入力される操作信号は、以下に述べる計１２種類である。

（１）上部旋回体４の右旋回動作に対応する右旋回操作信号
（２）上部旋回体４の左旋回動作に対応する左旋回操作信号
（３）ブーム７の上げ動作に対応するブーム上げ操作信号
（４）ブーム７の下げ動作に対応するブーム下げ操作信号
（５）アーム８を前方に送り出す動作に対応するアームダンプ操作信号
（６）アーム８を手前に引き込む動作に対応するアーム掘削操作信号
（７）バケット９を前方に送り出す動作に対応するバケットダンプ操作信号
（８）バケット９を手前に引き込む動作に対応するバケット掘削操作信号
（９）下部走行体２の右前進走行動作に対応する右前進走行操作信号
（１０）下部走行体２の右後進走行動作に対応する右後進走行操作信号
（１１）下部走行体２の左前進走行動作に対応する左前進走行操作信号
（１２）下部走行体２の左後進走行動作に対応する左後進走行操作信号
操作部３１には、作業機操作レバー１３の各種レバー操作のうちアームダンプ操作、アーム掘削操作、バケットダンプ操作およびバケット掘削操作のそれぞれの操作量を電気信号に置き換えてアームダンプ操作量信号、アーム掘削操作量信号、バケットダンプ操作量信号およびバケット掘削操作量信号として出力するポテンショメータ３８が付設され、このポテンショメータ３８からの各種操作量信号がポンプコントローラ２４に入力されるようになっている。

〈モニタパネル〉
モニタパネル３９（選択装置）は、運転室６内に配置されており、複数の作業モードの中からオペレータが所望の作業モードの選択等を行うための設定器として機能する装置である。モニタパネル３９は、図３に示すように、情報を表示する画面部５０と、操作を入力するための操作ボタン部５１とを有している。操作ボタン部５１は、各種の操作を選択するためのボタン、画面上のカーソルを移動させる矢印ボタン、入力を決定するための決定ボタン、全画面に戻るためのリターンボタン等を有している。また、操作ボタン部５１の複数のボタンには、０から９までの数字がそれぞれ割り当てられており、数字の入力を行うことができる。

画面部５０において、基本画面では、燃料計や水温計等と共に現在選択されている作業モードが表示される。ここで、操作ボタン部５１には、作業性を重視したパワーモード（第１作業モード、非省エネルギー作業モード）を選択するためのＰボタン５２と、燃費を重視したエコノミーモード（省エネルギー作業モード）を選択するためのＥボタン５３とが含まれている。オペレータがＰボタン５２を押すと、パワーモードが選択され、基本画面の隅に「Ｐ」の文字が表示される。また、オペレータがＥボタン５３を押すと、エコノミーモードとして現在設定されている作業モードが選択され、基本画面の隅に「Ｅ」の文字が表示される。

また、操作ボタン部５１にはセレクトスイッチボタン５４が含まれており、セレクトスイッチボタン５４が押されると、基本画面から図４に示すユーザーメニュー画面に切り替わる。ユーザーメニュー画面では、「Ｅモード調整」を含む複数のユーザーメニューが表示される。ここで「Ｅモード調整」が選択されると、図５に示すＥモード調整画面に切り替わる。

Ｅモード調整画面では、通常エコノミーモード（第２作業モード）、第１エコノミーモード（第３作業モード）、第２エコノミーモード、第３エコノミーモードから一の作業モードを選択可能となっている。上述したように、このモニタパネル３９では、オペレータがＥボタン５３を押すことによってエコノミーモードを選択することができるが、このエコノミーモードには、上記の４つの作業モードがあり、エコノミーモードとして実行される作業モードをＥモード調整画面において設定することができる。このＥモード調整画面には、通常エコノミーモードを示す「Ｅ０」、第１エコノミーモードを示す「Ｅ１」、第２エコノミーモードを示す「Ｅ２」、第３エコノミーモードを示す「Ｅ３」が表示され、カーソル５５を移動させて決定キーを押すことによって選択可能となっている。そして、ここで選択された作業モードがＥボタン５３によって選択されるエコノミーモードとして設定され記憶される。エコノミーモードとして選択されるこれらの４つの作業モードの中では、通常エコノミーモードが最も出力が大きい代わりに最も燃費が悪い。第１エコノミーモードは通常エコノミーモードよりも燃費がよく、第２エコノミーモードは第１エコノミーモードよりも燃費がよく、第３エコノミーモードは第２エコノミーモードよりも燃費がよい。なお、これらの作業モードでは、燃費が良いほど出力が小さく、出力が高いほど燃費が悪い。

〈エンジン・油圧ポンプ制御装置〉
この油圧ショベル１には、図２に示すように、上記の油圧回路の動作を制御するためのエンジン・油圧ポンプ制御装置４０（制御部）が設けられている。このエンジン・油圧ポンプ制御装置４０は、主に、エンジンコントローラ２２（第２記憶部）、ポンプコントローラ２４（第１記憶部、第３記憶部）、各種センサおよび各種設定器を有している。

〔ポンプコントローラ〕
ポンプコントローラ２４は、図６に示すように、作業条件判別部４１と、ポンプ吸収トルク指令制御部４２と、制御電流指令制御部４３と、スロットル指令制御部４４とを備えて構成されている。

作業条件判別部４１には、燃料ダイヤル２３に付設のポテンショメータ２３ａからの第１スロットル信号およびモニタパネル３９からの作業モード指令信号が後述するスロットル指令制御部４４を介してそれぞれ入力される。さらに、この作業条件判別部４１には、各油圧スイッチ３７からの各種操作信号と、操作部３１に付設のポテンショメータ３８からの各種操作量信号と、圧力センサ２９からのポンプ吐出圧信号とが入力される。この作業条件判別部４１においては、それら入力信号に基づいて現在の作業条件を判別しその判別結果を作業条件信号（「ａ」／「ｂ」）としてポンプ吸収トルク指令制御部４２および後述するスロットル指令制御部４４に向けてそれぞれ出力するようにされている。なお、この作業条件判別部４１による作業条件の判別に至るまでの処理手順については後に詳述する。

ポンプ吸収トルク指令制御部４２には、回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号と、前記作業条件判別部４１からの作業条件信号とが入力される。また、このポンプ吸収トルク指令制御部４２には、作業条件や作業モードに基づいて設定される複数のポンプ吸収トルク特性（図７参照）がマップ化されて記憶されている。各ポンプ吸収トルク特性は、油圧ポンプ１８がエンジン１７から吸収するトルク（以下、単に「吸収トルク」という。）と、エンジン回転数とを関係付けてなるものである。ここでは、第１ポンプ吸収トルク特性から第５ポンプ吸収トルク特性までの５つのポンプ吸収トルク特性が設定されている。第１ポンプ吸収トルク特性は、パワーモードおよび作業条件「ａ」に対応しており、図中記号ＰＬａのラインで示されている。第２ポンプ吸収トルク特性は、作業条件「ｂ」および通常エコノミーモードに対応しており、図中記号ＰＬｂのラインで示されている。第３ポンプ吸収トルク特性は、第１エコノミーモードに対応しており、図中記号ＰＬｃのラインで示されている。第４ポンプ吸収トルク特性は、第２エコノミーモードに対応しており、図中記号ＰＬｄのラインで示されている。第５ポンプ吸収トルク特性は、第３エコノミーモードに対応しており、図中記号ＰＬｅのラインで示されている。これらのポンプ吸収トルクラインＰＬａ−ＰＬｅは、最大トルクが同じであり、且つ、最小トルクも同じであるが、最小トルクと最大トルクとの間の単調増加領域が異なっており、第１ポンプ吸収トルクラインＰＬａが最も高回転側に位置し、第５ポンプ吸収トルクラインＰＬｅは最も低回転側に位置している。

このポンプ吸収トルク指令制御部４２においては、作業条件信号や作業モード指令信号に基づいて選択されるポンプ吸収トルクラインと、回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号とに基づいて決定されるポンプ吸収トルク指令値を出力するようにされている。今、例えば、パワーモードが選択されており、作業条件判別部４１により判別される作業条件が作業条件「ａ」で、実エンジン回転数がＮａであるときには、第１ポンプ吸収トルクラインＰＬａが選択されるとともに、エンジン回転数Ｎａに対応するポンプ吸収トルク値Ｔａがポンプ吸収トルク指令値として出力される。また、通常エコノミーモードが選択されており、作業条件判別部４１により判別される作業条件が作業条件「ｂ」で、実エンジン回転数がＮｂであるときには、第２ポンプ吸収トルクラインＰＬｂが選択されるとともに、エンジン回転数Ｎｂに対応するポンプ吸収トルク値Ｔｂがポンプ吸収トルク指令値として出力される。第１エコノミーモードが選択されており、実エンジン回転数がＮｃであるときには、第３ポンプ吸収トルクラインＰＬｃが選択されるとともに、エンジン回転数Ｎｃに対応するポンプ吸収トルク値Ｔｃがポンプ吸収トルク指令値として出力される。第２エコノミーモードが選択されており、実エンジン回転数がＮｄであるときには、第４ポンプ吸収トルクラインＰＬｄが選択されるとともに、エンジン回転数Ｎｄに対応するポンプ吸収トルク値Ｔｄがポンプ吸収トルク指令値として出力される。また、第３エコノミーモードが選択されており、実エンジン回転数がＮｅであるときには、第５ポンプ吸収トルクラインＰＬｅが選択されるとともに、エンジン回転数Ｎｅに対応するポンプ吸収トルク値Ｔｅがポンプ吸収トルク指令値として出力される。

制御電流指令制御部４３には、ポンプ吸収トルク指令制御部４２からのポンプ吸収トルク指令値が入力されるようになっている。また、この制御電流指令制御部４３には、ポンプ吸収トルク指令値に対応する電磁比例制御弁２８への制御電流値が記憶されている。そして、この制御電流指令制御部４３においては、ポンプ吸収トルク指令制御部４２からのポンプ吸収トルク指令値に基づいて決定される制御電流値を電磁比例制御弁２８へ向けて出力するようにされている。今、例えば、図８に示すように、ポンプ吸収トルク指令制御部４２からのポンプ吸収トルク指令値がＴａであるときには、そのポンプ吸収トルク指令値Ｔａに対応する制御電流値Ｉａが電磁比例制御弁２８へ向けて出力される。また、ポンプ吸収トルク指令制御部４２からのポンプ吸収トルク指令値がＴｂであるときには、そのポンプ吸収トルク指令値Ｔｂに対応する制御電流値Ｉｂが電磁比例制御弁２８へ向けて出力される。同様にして、ポンプ吸収トルク指令値Ｔｃに対して制御電流値Ｉｃ、ポンプ吸収トルク指令値Ｔｄに対して制御電流値Ｉｄ、ポンプ吸収トルク指令値Ｔｅに対して制御電流値Ｉｅが出力される。

スロットル指令制御部４４には、モニタパネル３９からの作業モード指令信号と、燃料ダイヤル２３に付設のポテンショメータ２３ａからの第１スロットル信号と、作業条件判別部４１からの作業条件信号が入力されるようになっている。このスロットル指令制御部４４においては、それら入力信号に基づいて第２スロットル信号を決定し、決定された第２スロットル信号をエンジンコントローラ２２に向けて出力するようにされている。今、例えば、燃料ダイヤルが最大位置（ＦＵＬＬ位置）にセットされているとすると、設定エンジン回転数としてＮＡを示す大きさの第１スロットル信号「ＦＵＬＬ」がスロットル指令制御部４４に入力される。この状態において、スロットル指令制御部４４に入力される作業モード指令信号がパワーモード指令信号「Ａ」である場合には、設定エンジン回転数としてＮＡを示す大きさの第２スロットル信号「ＮＡ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。燃料ダイヤル２３のセット位置が同様の状態において、スロットル指令制御部４４に入力される作業モード指令信号が通常エコノミーモード指令信号「Ｂ」である場合には、設定エンジン回転数としてＮＢ（ＮＢ＜ＮＡ）を示す大きさの第２スロットル信号「ＮＢ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。スロットル指令制御部４４に入力される作業モード指令信号が第１エコノミーモード指令信号「Ｃ」である場合には、設定エンジン回転数としてＮＣ（ＮＣ＜ＮＢ）を示す大きさの第２スロットル信号「ＮＣ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。同様にして、第２エコノミーモード指令信号「Ｄ」に対して、設定エンジン回転数としてＮＤ（ＮＤ＜ＮＣ）を示す大きさの第２スロットル信号「ＮＤ」、第３エコノミーモード指令信号「Ｅ」に対して、設定エンジン回転数としてＮＥ（ＮＥ＜ＮＤ）を示す大きさの第２スロットル信号「ＮＥ」が出力される。

さらに、例えば、スロットル指令制御部４４に対して第１スロットル信号「ＦＵＬＬ」、パワーモード指令信号「Ａ」および作業条件信号「ａ」がそれぞれ入力された場合には、第２スロットル信号「ＮＡ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。また、スロットル指令制御部４４に対して第１スロットル信号「ＦＵＬＬ」、パワーモード指令信号「Ａ」および作業条件信号「ｂ」がそれぞれ入力された場合には、第２スロットル信号「ＮＡ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。また、スロットル指令制御部４４に対して第１スロットル信号「ＦＵＬＬ」、通常エコノミーモード指令信号「Ｂ」および作業条件信号「ａ」がそれぞれ入力された場合には、第２スロットル信号「ＮＡ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。スロットル指令制御部４４に対して第１スロットル信号「ＦＵＬＬ」、通常エコノミーモード指令信号「Ｂ」および作業条件信号（ｂ）がそれぞれ入力された場合には、第２スロットル信号「ＮＢ」がスロットル指令制御部４４からエンジンコントローラ２２に向けて出力される。

〔エンジンコントローラ〕
エンジンコントローラ２２には、スロットル指令制御部４４からの第２スロットル指令信号が入力されるようになっている。このエンジンコントローラ２２には、図９に示すように、全負荷領域の最大出力トルクが異なる複数のエンジン出力トルク特性がマップ化されて記憶されている。本実施形態においては、第２スロットル指令信号「ＮＡ」に対応して、第１レギュレーションラインＲａを有する図中記号ＥＬａのラインで示される第１エンジン出力トルク特性が設定され、第２スロットル指令信号「ＮＢ」に対応して、第２レギュレーションラインＲｂを有する図中記号ＥＬｂのラインで示される第２エンジン出力トルク特性が設定される。また、第２スロットル指令信号「ＮＣ」に対応して、第２エンジン出力トルクラインＥＬｂにおいて第３レギュレーションラインＲｃが設定される。第２スロットル指令信号「ＮＤ」に対応して、第２エンジン出力トルク特性ＥＬｂにおいて第４レギュレーションラインＲｄが設定される。第２スロットル指令信号「ＮＥ」に対応して、エンジン出力トルクラインＥＬｂにおいてレギュレーションラインＲｅが設定される。なお、レギュレーションラインＲａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅの中では、レギュレーションラインＲａが最も高回転側に位置しており、レギュレーションラインＲｂ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｅは順にレギュレーションラインＲａよりも低回転側に並んでいる。そして、このエンジンコントローラ２２においては、これらのエンジン出力トルクラインＥＬａ、ＥＬｂ、Ｒａ−Ｒｅに基づき実エンジン回転数信号と燃料噴射特性マップ（図示省略）とを参照することで燃料噴射量を求め、求められた燃料噴射量を満足するような駆動信号「ＦＦ」を燃料噴射装置２１に向けて出力するようにされている。

＜制御フロー＞
次に、エンジン・油圧ポンプ制御装置で行われる油圧ショベル１の制御フローについて説明する。

〈作業モードの選択の処理手順〉
上述したように、オペレータは、モニタパネル３９を操作することによって作業モードの選択が可能である。この作業モードの選択の処理手順について、図１０に基づいて説明する。なお、図中記号「Ｓ」はステップを表わす。

Ｓ１〜Ｓ４：モニタパネル３９にＥモード調整画面が表示されている状態において、「Ｅ０」から「Ｅ３」のいずれかの選択が受け付けられる（Ｓ１）。ここで、「Ｅ１」から「Ｅ３」のいずれかが選択された場合は、選択された「Ｅ１」から「Ｅ３」のいずれかの作業モードがポンプコントローラ２４に記憶され（Ｓ２）、選択された作業モード（Ｅ１−Ｅ３）に対応したポンプ吸収トルクラインＰＬｃ−ＰＬｅとエンジン出力トルク特性のレギュレーションラインＲｃ−Ｒｅが設定され（Ｓ３）、Ｓ５に進む。Ｓ１において「Ｅ０」が選択された場合には、「Ｅ０」がポンプコントローラ２４に記憶され（Ｓ４）、図１１に示す作業条件判別のフローチャートに進む。なお、油圧ショベル１の出荷時の初期状態においては、ポンプコントローラ２４には「Ｅ０」が記憶されている。

Ｓ５〜Ｓ７：パネルモニターに基本画面が表示されている状態で、パワーモードかエコノミーモードかの選択が受け付けられる（Ｓ５）。オペレータがＥボタン５３を押してエコノミーモードを選択すると、ポンプコントローラ２４に記憶された「Ｅ１」〜「Ｅ３」のいずれかの作業モードで運転が行われる（Ｓ６）。Ｓ５において、オペレータがＰボタン５２を押してパワーモードを選択した場合、図１１に示す作業条件判別のフローチャートに進む。

〈作業条件判別の処理手順〉
次に、作業条件の判別の処理手順について図１１に基づいて説明する。この作業条件の判別は、通常エコノミーモードまたはパワーモードが選択された場合に実行される。

Ｓ２１〜Ｓ２６：作業機操作レバー１３，１４および走行操作レバー１５，１５が中立状態であるか否かを判断する（Ｓ２１）。作業機操作レバー１３，１４および走行操作レバー１５，１５が中立状態である場合には、作業条件「ｂ」であると判定する（Ｓ２２）。作業機操作レバー１３，１４および走行操作レバー１５，１５が中立状態でないと判断した場合には、走行操作が行われているか否かを判断する（Ｓ２３）。走行操作が行われていると判断した場合には、作業条件「ａ」であると判定する（Ｓ２４）。走行操作が行われていないと判断した場合には、作業モードがパワーモードであるか否かを判断する（Ｓ２５）。作業モードがパワーモードである場合には、作業条件（ａ）であると判定する（Ｓ２４）。作業モードがパワーモードでない場合、つまり作業モードが通常エコノミーモードである場合には、上部旋回体４の旋回操作が行われているか否かを判断する（Ｓ２６）。

Ｓ２７〜Ｓ２８：ステップＳ２６において、上部旋回体４の旋回操作が行われていないと判断した場合には、アーム８およびバケット９が操作されているか否かを判断する（Ｓ２７）。アーム８およびバケット９が操作されていないと判断した場合には、作業条件「ｂ」であると判定する（Ｓ２２）。アーム８およびバケット９が操作されている場合には、油圧ポンプ１８の吐出圧力（負荷圧力）Ｐが所定圧力Ｐｒ以上で、かつアーム８およびバケット９の操作に関わるレバー操作の操作量Ｓが所定量Ｓｒ以上であるか否かを判断する（Ｓ２８）。Ｐ≧Ｐｒで、かつＳ≧Ｓｒである場合には、作業条件「ａ」であると判定する（Ｓ２４）。Ｐ＜Ｐｒで、かつＳ＜Ｓｒの場合には、作業条件「ｂ」であると判定する（Ｓ２２）。

Ｓ２９〜Ｓ３０：ステップＳ２６において、上部旋回体４の旋回操作が行われている判断した場合には、ブーム７の下げ操作が行われているか否かを判断する（Ｓ２９）。ブーム７の下げ操作が行われている場合には、作業条件「ｂ」であると判定する（Ｓ２２）。ブーム７の下げ操作が行われていない場合には、ブーム７の上げ操作が行われているか否かを判断する（Ｓ３０）。ブーム７の上げ操作が行われていない場合には、作業条件「ｂ」であると判定する（Ｓ２２）。ブーム７の上げ操作が行われている場合には、作業条件「ａ」であると判定する（Ｓ２４）。

＜作業モード選択時の動作＞
次に、油圧ショベル１の作業モード選択時の動作について図１２から図１４を参照しつつ以下に説明する。ここで、図１２には、エンジンの出力トルクと油圧ポンプの吸収トルクとの関係を表わす特性線図が示されており、図１３は、図１２においてマッチング点のみを抜き出した図である。また、図１４には、一作業例における各種指令値のタイムチャートがそれぞれ示されている。

本作業例においては、土砂を掘削しその掘削された土砂をバケット９に掬い込み、ブーム７を上げながら上部旋回体４を旋回させてそのバケット９内の土砂をダンプトラックに積み込み、その後ブーム７を下げつつ旋回して初期状態に戻り１作業サイクルが終了するものとする。なお、この作業例では、燃料ダイヤル２３はＦＵＬＬ位置にセットされている。

〈通常エコノミーモード選択時の動作〉
通常エコノミーモードが選択されると、作業条件に応じてマッチング点が変更される制御が行われる。以下、この場合の動作について主に図１２と図１４に基づいて説明する。

時刻ｔ１において作業が開始され、土砂の掘削動作が開始される。ここで、作業開始前および作業開始直後において、作業条件判別部４１は作業条件が作業条件「ｂ」であると判定する。したがって、エンジン１７は第２エンジン出力トルクラインＥＬｂに基づいて運転されるとともに、油圧ポンプ１８の吸収トルク特性として第２ポンプ吸収トルクラインＰＬｂが選択され、第２エンジン出力トルクラインＥＬｂと、第２ポンプ吸収トルクラインＰＬｂとにより特定される出力トルク点Ｍｂ（第２マッチング点Ｍｂ）において、エンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとが一致され、エンジン１７の出力および油圧ポンプ１８の出力がそれぞれ抑制される。これにより、総量として無駄な燃料消費が低減される。

時刻ｔ２においてアーム８およびバケット９の操作に関わるレバー操作の操作量が所定量Ｓｒ以上であることが検知され、その後時刻ｔ３において油圧ポンプ１８の吐出圧力（負荷圧力）が所定圧力Ｐｒ以上であることが検知されると、時刻ｔ３において作業条件判別部４１は作業条件が作業条件「ａ」であると判定する。そして、この判定結果を受けてスロットル指令制御部４４は時刻ｔ３からｔ４の間に第２スロットル信号をＮＢからＮＡに漸増させるとともに、同判定結果を受けて制御電流指令制御部４３は時刻ｔ３からｔ４の間に制御電流をＩｂからＩａに漸減させる。これにより、作業条件「ｂ」に対応する第２エンジン出力トルクラインＥＬｂから作業条件「ａ」に対応する第１エンジン出力トルクラインＥＬａに切り換えられるとともに、作業条件「ｂ」に対応する第２ポンプ吸収トルクラインＰＬｂから作業条件「ａ」に対応する第１ポンプ吸収トルクラインＰＬａに切り換えられる。この切換動作により、第１エンジン出力トルクラインＥＬａが設定された際におけるエンジン１７の出力（馬力）が最大となるエンジン回転数Ｎａ（図１３参照）と、このエンジン回転数Ｎａに対応するエンジン１７の出力トルクＴａとにより特定される出力トルク点Ｍａ（第１マッチング点Ｍａ）において、エンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとがマッチングされる。これにより、エンジン１７の最大馬力を有効に油圧ポンプ１８が吸収することができ、土砂の掘削動作および旋回・ブーム上げ動作を高効率で行うことができる。

時刻ｔ５において旋回・ブーム上げ動作から旋回・ブーム下げ動作に変化された瞬間に作業条件判別部４１は作業条件が作業条件「ｂ」であると判定する。そして、この判定結果を受けてスロットル指令制御部４４は時刻ｔ５からｔ６の間に第２スロットル信号をＮＡからＮＢに漸減させるとともに、同判定結果を受けて制御電流指令制御部４３は時刻ｔ５からｔ６の間に制御電流をＩａからＩｂに漸増させる。これにより、作業条件「ａ」に対応する第１エンジン出力トルクラインＥＬａから作業条件「ｂ」に対応する第２エンジン出力トルクラインＥＬｂに切り換えられるとともに、作業条件「ａ」に対応する第１ポンプ吸収トルクラインＰＬａから作業条件「ｂ」に対応する第２ポンプ吸収トルクラインＰＬｂに切り換えられる。この切換動作により、第２マッチング点Ｍｂにおいてエンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとがマッチングされ、エンジン１７の出力および油圧ポンプ１８の出力がそれぞれ抑制される。これにより、総量として無駄な燃料消費が低減される。

ここで、時間（ｔ４〜ｔ５）においては、油圧ポンプ制御装置４０により、ポンプ吸収トルクラインＰＬａが、エンジン回転数の増加／減少に伴い油圧ポンプ１８の吸収トルクを増加／減少させる特性ラインとなるように油圧ポンプ１８の吸収トルクが制御されるとともに、時間（ｔ１〜ｔ３）および時間（ｔ６〜ｔ７）においては、油圧ポンプ制御装置４０により、ポンプ吸収トルクラインＰＬｂが、エンジン回転数の増加／減少に伴い油圧ポンプ１８の吸収トルクを増加／減少させる特性ラインとなるように油圧ポンプ１８の吸収トルクが制御される。

なお、本実施形態において、エンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとのマッチングの限界は、各エンジン出力トルクラインＥＬａ，ＥＬｂにおける出力トルク点Ｍａ，Ｍｂの近傍とするが、好ましくは、各出力トルク点Ｍａ，Ｍｂに対応する各エンジン回転数Ｎａ，Ｎｂの低速側においてエンジン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のが良い。

〈第１エコノミーモードから第３エコノミーモード選択時の動作〉
第１エコノミーモードから第３エコノミーモードのいずれかの作業モードが選択されると、通常エコノミーモードとは異なり各エコノミーモードでは作業条件に関わらず一定のマッチング点が設定されてエンジンおよび油圧ポンプの制御が行われる。以下、この場合の動作について主に図１２に基づいて説明する。

第１エコノミーモードでは、通常エコノミーモードの作業条件「ｂ」に対応する第２エンジン出力トルクラインＥＬｂの第２レギュレーションラインＲｂが第１エコノミーモードに対応する第３レギュレーションラインＲｃに切り換えられると共に、通常エコノミーモードの作業条件「ｂ」に対応する第２ポンプ吸収トルクラインＰＬｂから第１エコノミーモードに対応する第３ポンプ吸収トルクラインＰＬｃに切り換えられる。これにより、エンジン回転数Ｎｃ（図１３参照）と、このエンジン回転数Ｎｃに対応するエンジン１７の出力トルクＴｃとにより特定される出力トルク点Ｍｃ（第３マッチング点Ｍｃ）において、エンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとがマッチングされる。

また、第２エコノミーモードにおいても同様にして、エンジン回転数Ｎｄ（図１３参照）と、このエンジン回転数Ｎｄに対応するエンジン１７の出力トルクＴｄとにより特定される出力トルク点Ｍｄ（第４マッチング点Ｍｄ）においてマッチングされる。第３エコノミーモードにおいても同様にして、エンジン回転数Ｎｅ（図１３参照）と、このエンジン回転数Ｎｅに対応するエンジン１７の出力トルクＴｅとにより特定される出力トルク点Ｍｅ（第５マッチング点Ｍｅ）においてマッチングされる。

なお、第３レギュレーションラインＲｃは第２レギュレーションラインＲｂよりも低回転側に位置しており、第４レギュレーションラインＲｄは第３レギュレーションラインＲｃよりも低回転側に位置しており、第５レギュレーションラインＲｅは第４レギュレーションラインＲｄよりも低回転側に位置している。また、ポンプ吸収トルクラインＰＬｂ−ＰＬｅも同様である。このため、図１３に示すように、Ｎａ＞Ｎｂ＞Ｎｃ＞Ｎｄ＞Ｎｅであり、且つ、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ＞Ｔｄ＞Ｔｅである。従って、マッチング点Ｍａ〜Ｍｅの中では、第１マッチング点Ｍａが最も高出力であり、油圧ポンプでの吸収馬力が大きい。そして、Ｍａ〜Ｍｅの順に出力が小さくなり、且つ、燃料消費量が小さくなっている。

これにより、第１エコノミーモードから第３エコノミーモードでは、低出力の運転が維持され、燃料消費が低減される。

＜特長＞
（１）
この油圧ショベル１では、パワーモード、通常エコノミーモード、第１エコノミーモード、第２エコノミーモード、第３エコノミーモードの中から、オペレータが所望の操作モードを選択することができる。そして、パワーモードが選択された場合には、高出力の第１マッチング点Ｍａが設定されることにより、作業性を向上させることができる。通常エコノミーモードが選択された場合には、作業条件の変化に応じて、マッチング点が第１マッチング点Ｍａと第２マッチング点Ｍｂとのいずれかに変更されるので、作業条件の変化に応じて出力を最適に制御することができ、これによって総量として無駄な燃料消費をなくして燃費を向上させることができる。また、出力の変更が不要で低出力の運転を維持したい場合には、第１エコノミーモードを選択することにより、低出力の第３マッチング点Ｍｃが設定され、燃費をより向上させることができる。また、さらに低出力の運転を維持したい場合には、第２エコノミーモードや第３エコノミーモードを選択することにより、燃費をさらに向上させることができる。

このように、この油圧ショベル１では、エコノミーモードの中に、通常エコノミーモードだけではなく、第１エコノミーモード、第２エコノミーモード、第３エコノミーモードというマッチング点の異なる複数の作業モードが用意されており、ユーザーの好みによって選択することができる。このため、ユーザーのニーズに合わせて、それぞれの稼働現場に適した作業性を有する作業モードを選択することができる。これにより、燃料消費を抑えて燃費を向上させることができる。

また、従来の油圧ショベルでは、通常エコノミーモードよりも出力を抑えたい場合には、スロットルダイヤルにてエンジン回転数を落とすことで燃料消費量を調整していたが、本発明に係る油圧ショベル１では、そのようなスロットルダイヤルによる調整を行う必要がなく、モニタパネル３９上で作業モードを変更するだけでよい。このため、簡易な操作で燃費を向上させることができる。

（２）
この油圧ショベル１では、通常エコノミーモード、第１エコノミーモード、第２エコノミーモードおよび第３エコノミーモードの中から選択された一の作業モードがエコノミーモードとして記憶され、次回からはＥボタン５３を押してエコノミーモードを選択するだけで、前回選択された作業モードでエンジン及び油圧ポンプが制御される。例えば、第１エコノミーモードが選択されると、次回からは、Ｅモード調整画面において作業モードの選択が再度行われない限り、Ｅボタン５３が押されると第１エコノミーモードにて運転が行われる。これにより、作業モードの選択操作を簡略化することができる。

（３）
この油圧ショベル１では、第１マッチング点Ｍａと第２マッチング点Ｍｂとの切り換えは、エンジン出力トルクラインＥＬａ，ＥＬｂの切り換えと、ポンプ吸収トルク特性ＰＬａ，ＰＬｂの切り換えとによって設定される。これに対して、第２マッチング点Ｍｂから第５マッチング点Ｍｅまでのマッチング点Ｍｂ−Ｍｅ間の切り換えは、エンジン出力トルクラインＰＬｂのレギュレーションラインＲｂ−Ｒｅの切り換えと、ポンプ吸収トルク特性ＰＬｂ−ＰＬｅの切り換えとによって設定される。このように、この油圧駆動装置では、第１マッチング点Ｍａおよび第２マッチング点Ｍｂと、第３マッチング点Ｍｃ〜第５マッチング点Ｍｅとでは、異なる設定手法によって設定が行われる。これにより、各作業モードにより適したマッチング点を設定することができる。

＜他の実施形態＞
（ａ）
上記の実施形態では、エコノミーモードとして４つの作業モードが備えられているが、作業モードの数はこれに限られるものではなく、増減してもよい。

また、上記の実施形態では、エコノミーモード以外の作業モードはパワーモードだけであるが、他の作業モードが備えられてもよい。

（ｂ）
上記の実施形態では、作業条件の判別は、走行操作の有無、旋回操作の有無、アーム８およびバケット９の操作の有無、レバー操作の操作量Ｓ、ブーム７の下げ操作か上げ操作かの区別などが複合的に判断されることによって行われているが、これと異なる条件によって判断されてもよい。例えば、油圧アクチュエータ２０が交換可能とされ、取り付けられる油圧アクチュエータの種類が作業条件の判別に用いられてもよい。

（ｃ）
上記の実施形態では、通常エコノミーモードが選択された場合に作業条件の判別によるマッチング点の自動切換が行われているが、通常エコノミーモードではなく、他のエコノミーモード（例えば、第１エコノミーモード）が選択された場合にマッチング点の自動切り替えが行われてもよい。例えば、第１エコノミーモードが選択された場合には、マッチング点Ｍｃとマッチング点Ｍａとの間で自動切換が行われるようにされてもよい。

また、通常エコノミーモードだけではなく、他のエコノミーモード（例えば、第１エコノミーモード）が選択された場合にもマッチング点の自動切換が行われてもよい。例えば、通常エコノミーモードが選択された場合には、第２マッチング点Ｍｂと第１マッチング点Ｍａとの間で自動切換が行われ、第１エコノミーモードが選択された場合には、第３マッチング点Ｍｃと第２マッチング点Ｍｂとの間で自動切換が行われるようにされてもよい。

（ｄ）
上記の実施形態では、通常エコノミーモードでは、所定の作業条件が満たされた場合に、低出力の運転から高出力の運転に切り換えられているが、所定の作業条件が満たされた場合に、高出力の運転から低出力の運転に切り換えられてもよい。さらに、パワーモードに複数の作業モードが用意され、作業条件に応じて高出力の運転から低出力の運転に切り換えられるモードと、作業条件に関わらずに高出力の運転を維持するモードとが選択可能とされてもよい。

（ｅ）
上記の実施形態では、通常エコノミーモードにおいて作業条件「ａ」が満たされた場合には、パワーモードと同じマッチング点Ｍａが設定されるが、作業性を向上させるという観点からは、必ずしもマッチング点Ｍａが設定される必要はなく、通常エコノミーモードの作業条件「ｂ」でのマッチング点Ｍｂよりも出力が高くなるマッチング点が設定されればよい。

本発明は、ユーザーのニーズに合わせ、それぞれの稼働現場に適した作業性を提供することができると共に燃費を向上させることができる効果を有し、油圧駆動装置として有用である。

油圧ショベルの外観図。 油圧回路の構成図 モニタパネルの正面図。 ユーザーメニュー画面を示す図。 Ｅモード調整画面を示す図。 エンジン・油圧ポンプ制御装置の制御ブロック図。 ポンプ吸収トルク特性を表すグラフ。 ポンプ吸収トルク指令値に対応する制御電流値を示すグラフ。 エンジン出力トルク特性を表わすグラフ。 作業モードの選択の処理手順を示すフローチャート。 作業条件判別の処理手順を示すフローチャート。 マッチング点の設定手法を示すグラフ。 図１２において設定されたマッチング点を示す図。 一作業例における各種指令値のタイムチャート 従来技術の説明図。 従来技術の説明図。

符号の説明

１ 油圧ショベル（油圧駆動装置）
２ｂ 走行装置
１７ エンジン
１８ 油圧ポンプ
２０ 油圧アクチュエータ
２２ エンジンコントローラ（第２記憶部）
２４ ポンプコントローラ（第１記憶部、第３記憶部）
３９ モニタパネル（選択装置）
４０ エンジン・油圧ポンプ制御装置（制御部）

Claims (7)

1. エンジンと、
   前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出される圧油により作動する油圧アクチュエータと、
   前記エンジンでの燃費がそれぞれ異なる第１作業モードと第２作業モードと第３作業モードとを含む複数の作業モードの中からオペレータが所望の作業モードを選択するための選択装置と、
   前記選択装置で選択された前記作業モードに応じて前記エンジンと前記油圧ポンプとを制御し、前記第２作業モードにおいて所定の作業条件が満たされた場合には前記第１作業モードでの運転に切り換え、前記第３作業モードにおいては前記作業条件が満たされても前記第３作業モードでの運転を維持する制御部と、
   を備える油圧駆動装置。
2. 前記１作業モードは、前記第２作業モードおよび前記第３作業モードよりも前記油圧ポンプでの吸収馬力が大きい作業モードであり、
   前記第２作業モードおよび前記第３作業モードは、前記第１作業モードよりも前記エンジンでの燃費がよい作業モードである、
   請求項１に記載の油圧駆動装置。
3. 前記第３作業モードは、前記第２作業モードよりも前記油圧ポンプでの吸収馬力が小さく且つ前記エンジンでの燃費のよい作業モードである、
   請求項２に記載の油圧駆動装置。
4. 前記エンジンにより駆動される走行装置をさらに備え、
   前記作業条件とは、前記走行装置が駆動されることである、
   請求項２または３に記載の油圧駆動装置。
5. 前記制御部は、前記第１作業モードを含まず且つ前記第２作業モードおよび前記第３作業モードを含む複数の作業モードの中から前記選択装置によって選択された作業モードを記憶する第１記憶部を有し、
   前記選択装置では非省エネルギー作業モードと省エネルギー作業モードとの選択が可能であり、
   前記制御部は、前記非省エネルギー作業モードが選択された場合には前記第１作業モードでの運転を行い、前記省エネルギー作業モードが選択された場合には前記第１記憶部に記憶された前記作業モードにて運転を行う、
   請求項２から４のいずれかに記載の油圧駆動装置。
6. 前記制御部は、
   前記第１作業モードに対応した第１エンジン出力トルク特性と、前記第２作業モードに対応し全負荷領域の最大出力トルクが前記第１エンジン出力トルク特性と異なる第２エンジン出力トルク特性とが記憶された第２記憶部と、
   前記第１作業モードに対応した第１ポンプ吸収トルク特性と、前記第２作業モードに対応した第２ポンプ吸収トルク特性と、前記第３作業モードに対応した第３ポンプ吸収トルク特性とが記憶された第３記憶部と、
   を有し、
   前記第１エンジン出力トルク特性と第１ポンプ吸収トルク特性とが一致する第１マッチング点と、前記第２エンジン出力トルク特性と第２ポンプ吸収トルク特性とが一致する第２マッチング点と、前記第２エンジン出力トルク特性のレギュレーションラインよりも低回転側に位置する第３レギュレーションラインと前記第３ポンプ吸収トルク特性とが一致する第３マッチング点とを設定し、前記第１作業モードにおいては前記第１マッチング点において前記エンジンの出力トルクと前記油圧ポンプの吸収トルクとが一致するように前記エンジンと前記油圧ポンプを制御し、前記第２作業モードにおいては前記第２マッチング点において前記エンジンの出力トルクと前記油圧ポンプの吸収トルクとが一致するように前記エンジンと前記油圧ポンプを制御し、前記第３作業モードにおいては前記第３マッチング点において前記エンジンの出力トルクと前記油圧ポンプの吸収トルクとが一致するように前記エンジンと前記油圧ポンプを制御する、
   請求項１から５のいずれかに記載の油圧駆動装置。
7. エンジンと、
   前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出される圧油により作動する油圧アクチュエータと、
   第１作業モードと、前記第１作業モードよりも燃費がよい第２作業モードと、前記第２作業モードよりも燃費がよい第３作業モードとを含む複数の作業モードの中からオペレータが所望の作業モードを選択するための選択装置と、
   前記選択装置で選択された前記作業モードに応じて前記エンジンと前記油圧ポンプとを制御し、前記第２作業モードにおいて所定の作業条件が満たされた場合には前記第２作業モードよりも出力が高い作業モードでの運転に切り換え、前記第３作業モードにおいては前記作業条件が満たされても前記第３作業モードでの運転を維持する制御部と、
   を備える油圧駆動装置。

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