(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドアタッチメントを含む掘削アタッチメントと、
前記掘削アタッチメントを含む上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回させる旋回用電動機と、
前記旋回用電動機による旋回動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、ブーム上げ旋回動作の際に前記エンドアタッチメントの位置に関する情報を用いて旋回動作を制御することで、ブーム上げ操作量が同じであっても、前記エンドアタッチメントの位置が低いほど、高さ方向の移動距離が大きくなるようにする、
ショベル。
【請求項２】
エンドアタッチメントを含む掘削アタッチメントと、
前記掘削アタッチメントを動かす油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記掘削アタッチメントを含む上部旋回体と、
前記上部旋回体を旋回させる旋回用電動機と、
前記旋回用電動機に電力を供給可能な電動発電機と、
前記旋回用電動機による旋回動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、旋回複合操作の際に前記エンドアタッチメントの位置に関する情報を用いて旋回動作を制御することで、ショベルで生成可能な最大出力における前記油圧ポンプの最大出力と前記電動発電機の最大出力との配分を変える、
ショベル。
【請求項３】
前記コントローラは、旋回最大出力又は加速トルク制限値を制限することで旋回動作を抑制制御する、
請求項１又は２に記載のショベル。
【請求項４】
前記コントローラは、掘削圧力に関する情報に基づいて掘削が行われたかを判定し、掘削が行われたと判定したときの前記エンドアタッチメントの位置に関する情報を用いて旋回動作を抑制する、
請求項１乃至３の何れか一項に記載のショベル。
【請求項５】
前記コントローラは、基準面に対する前記エンドアタッチメントの深さが深いほど、旋回複合操作の際に前記旋回用電動機が生成する旋回トルクの上限を小さくする、
請求項１乃至４何れか一項に記載のショベル。
【請求項６】
前記コントローラは、前記エンドアタッチメントの高さが基準面の高さより低い場合の旋回複合操作の際に前記旋回用電動機が生成する旋回トルクの上限を、前記エンドアタッチメントの高さが基準面の高さより高い場合の旋回複合操作の際に前記旋回用電動機が生成する旋回トルクの上限よりも小さくする、
請求項１乃至５何れか一項に記載のショベル。
【請求項７】
前記基準面は、前記ショベルの接地面、又は、前記エンドアタッチメント内に取り込まれた物の積み込み先の容器の上面である、
請求項５又は６に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は旋回用電動機を搭載するショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回操作とブーム上げ操作の複合操作時にブーム上げ操作量の増加に応じて旋回の加速を抑制する方向に旋回トルクを制御するショベルが知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
掘削持ち上げ旋回（ブーム上げ旋回）の動作においては、掘削地点からダンプカー等の位置まで操作者は最適な軌道でバケットを移動させようとする。しかしながら、上述のショベルは、バケットの高さを考慮しないため、旋回開始時のバケットの位置によっては旋回動作の抑制具合が適当でない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例に係るショベルは、エンドアタッチメントを含む掘削アタッチメントと、前記掘削アタッチメントを含む上部旋回体と、前記上部旋回体を旋回させる旋回用電動機と、前記旋回用電動機による旋回動作を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、旋回複合操作の際に前記エンドアタッチメントの位置に関する情報を用いて旋回動作を抑制する。
【発明の効果】
【０００６】
上述の手段により、エンドアタッチメント位置を考慮した旋回複合操作時の旋回制御を実現するショベルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例に係るショベルの側面図である。
【図２】図１のショベルの駆動系の構成例を示す図である。
【図３】エンジン出力配分処理における入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す図である。
【図４】エンジン出力配分処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【図５】旋回最大出力決定処理における入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す図である。
【図６】掘削・積み込み作業を行うショベルの側面図である。
【図７】エンドアタッチメント位置と第２係数との対応関係の一例を示す図である。
【図８】図１のショベルに搭載されるコントローラの別の構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】掘削・積み込み作業を行うショベルの側面図である。
【図１０】エンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係の一例を示す図である。
【図１１】加速トルク制限値生成処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【図１２】加速トルク制限値生成処理の別の一例の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
最初に、図１を参照し、本発明の実施例に係る建設機械の全体構成について説明する。なお、図１は本発明の実施例に係る建設機械としてのショベルの構成例を示す側面図である。但し、本発明は、ショベルに限らず、旋回用電動機を搭載するものであれば、他の建設機械にも適用できる。
【０００９】
図１に示すショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられる。
【００１０】
ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。また、ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケットリンクにはバケット角度センサＳ３が取り付けられる。
【００１１】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出するセンサである。本実施例では、水平面に対するブーム４の傾斜角（以下、「ブーム角度」とする。）を検出するポテンショメータである。具体的には、ブーム角度センサＳ１は上部旋回体３とブーム４とを連結するブームフートピン回りのブーム４の回動角度をブーム角度として検出する。
【００１２】
アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出するセンサである。本実施例では、水平面に対するアーム５の傾斜角（以下、「アーム角度」とする。）を検出するポテンショメータである。具体的には、アーム角度センサＳ２はブーム４とアーム５とを連結するアームピン回りのアーム５の回動角度をアーム角度として検出する。
【００１３】
バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度を検出するセンサである。本実施例では、水平面に対するバケット６の傾斜角（以下、「バケット角度」とする。）を検出するポテンショメータである。具体的には、バケット角度センサＳ３はアーム５とバケット６を連結するバケットピン（アームトップピン）回りのバケット６の回動角度をバケット角度として検出する。
【００１４】
なお、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の少なくとも１つは、加速度センサ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
【００１５】
シリンダ圧センサＳ４は、掘削圧力に関する情報を取得する圧力情報取得部の一例であり、油圧シリンダ内の作動油の圧力を検出する。本実施例では、シリンダ圧センサＳ４は、バケットシリンダ９のボトム側油室内の作動油の圧力を検出する。なお、シリンダ圧センサＳ４は、バケットシリンダ９のロッド側油室内の作動油の圧力を検出してもよく、ブームシリンダ７、アームシリンダ８等の他の油圧シリンダ内の作動油の圧力を検出してもよい。
【００１６】
図２は図１に示すショベルの駆動系の構成例を示す図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示される。
【００１７】
エンジン１１と電動発電機１２は減速機１３の２つの入力軸にそれぞれ接続される。減速機１３の出力軸には油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。メインポンプ１４には高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続される。また、パイロットポンプ１５にはパイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。
【００１８】
コントロールバルブ１７はショベルにおける油圧系の制御を行う油圧制御装置である。本実施例では、コントロールバルブ１７は高圧油圧ラインを介して右側走行用油圧モータ２Ａ、左側走行用油圧モータ２Ｂ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等の各種油圧アクチュエータに接続される。
【００１９】
蓄電系１２０は、蓄電装置１９と、昇降圧コンバータ１９ａと、ＤＣバス１９ｂとを含む。蓄電装置１９は例えばキャパシタであり、昇降圧コンバータ１９ａ、ＤＣバス１９ｂ、及びインバータ１８を介して電動発電機１２に接続される。また、蓄電装置１９は、昇降圧コンバータ１９ａ、ＤＣバス１９ｂ、及びインバータ２０を介して旋回用電動機２１に接続される。昇降圧コンバータ１９ａは、蓄電装置１９とＤＣバス１９ｂとの間に配置され、電動発電機１２及び旋回用電動機２１の運転状態に応じてＤＣバス１９ｂの電圧レベルが一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。ＤＣバス１９ｂは、昇降圧コンバータ１９ａとインバータ１８及びインバータ２０のそれぞれとの間に配置され、蓄電装置１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間での電力の授受を可能にする。
【００２０】
インバータ１８は、コントローラ３０からのトルク指令値に応じてモータ駆動電流を電動発電機１２に対して出力する。また、インバータ２０は、コントローラ３０からのトルク指令値に応じてモータ駆動電流を旋回用電動機２１に対して出力する。
【００２１】
旋回用電動機２１の出力軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回減速機２４が接続される。
【００２２】
操作装置２６は、各種油圧アクチュエータを操作するための装置であり、操作量、操作方向等の操作内容に応じたパイロット圧を発生させる。また、操作装置２６は、油圧ライン２７を介してコントロールバルブ１７に接続される。コントロールバルブ１７は、操作装置２６が発生させたパイロット圧に応じて各種油圧アクチュエータに対応するスプール弁を動かし、メインポンプ１４が吐出する作動油を各種油圧アクチュエータに供給する。また、操作装置２６は、油圧ライン２８を介して圧力センサ２９に接続される。圧力センサ２９は、操作装置２６が発生させたパイロット圧を電気信号に変換し、変換した電気信号をコントローラ３０に対して出力する。
【００２３】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う制御装置である。本実施例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び記憶装置を含む演算処理装置であり、旋回用電動機２１が生成する旋回トルクを制御する。具体的には、コントローラ３０は、記憶装置に格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。
【００２４】
以上のような構成において、アシストモータとしての電動発電機１２が発電した電力は、インバータ１８を介して蓄電系１２０のＤＣバス１９ｂに供給された後、昇降圧コンバータ１９ａを介して蓄電装置１９に供給され、或いは、インバータ２０を介して旋回用電動機２１に供給される。また、旋回用電動機２１が回生運転して生成した回生電力は、インバータ２０を介して蓄電系１２０のＤＣバス１９ｂに供給された後、昇降圧コンバータ１９ａを介して蓄電装置１９に供給され、或いは、インバータ１８を介して電動発電機１２に供給される。また、蓄電装置１９に蓄積された電力は、昇降圧コンバータ１９ａ及びＤＣバス１９ｂを介して電動発電機１２及び旋回用電動機２１の少なくとも一方に供給される。旋回用電動機２１は、蓄電装置１９に蓄積された電力を優先的に使用し、電動発電機１２が発電した電力を補助的に使用するように構成されてもよい。
【００２５】
また、コントローラ３０は、蓄電装置１９が所定の充電率（ＳＯＣ）を維持できるように蓄電装置１９を充放電させる。具体的には、コントローラ３０は、蓄電装置１９の充電要求値及び放電要求値を決定し、蓄電装置１９の充放電を制御する。例えば、コントローラ３０は、電動発電機１２に放電要求値に相当する電力以上の出力でアシスト運転させ、放電要求値に相当する電力で蓄電装置１９を放電させる。或いは、コントローラ３０は、旋回用電動機２１が力行運転する場合には、放電要求値に相当する電力で蓄電装置１９の電力を旋回用電動機２１に向けて放電させる。この場合、コントローラ３０は、旋回用電動機２１の駆動に要する出力［ｋＷ］が放電要求値に相当する電力より大きければ、電動発電機１２を発電機として機能させる。電動発電機１２が発電する電力と蓄電装置１９が放電する電力とで旋回用電動機２１を駆動させるためである。
【００２６】
次に、図３を参照し、旋回用電動機２１の操作（旋回操作）と油圧アクチュエータの操作（油圧操作）とを含む旋回複合操作が行われている場合にコントローラ３０がエンジン出力を油圧ポンプ出力と電動発電機出力（発電電力）とに配分する処理（以下、「エンジン出力配分処理」とする。）について説明する。なお、図３は、エンジン出力配分処理における入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す図である。また、本実施例では、油圧ポンプ出力は、メインポンプ１４の出力（吸収馬力）を意味する。
【００２７】
図３に示すように、コントローラ３０は、エンジン最大出力、旋回最大出力、所要出力、及びキャパシタ出力を入力パラメータとして取得し、油圧ポンプ最大出力及び電動発電機出力を出力パラメータとして出力する。
【００２８】
エンジン最大出力は、エンジン１１が生成可能な出力の最大値である。本実施例では、コントローラ３０は、エンジン回転数センサ（図示せず。）の検出値を受け、記憶装置に予め記憶されたエンジン回転数・エンジン出力対応マップを参照して現在のエンジン回転数に対応するエンジン最大出力を導き出す。
【００２９】
旋回最大出力は、旋回用電動機２１の出力の最大値である。本実施例では、コントローラ３０は、記憶装置に予め記憶された基準旋回最大出力と現在のショベルの状態とに基づいて旋回最大出力を決定する。現在のショベルの状態は、例えば、掘削アタッチメントの姿勢（例えば、バケットの高さ）、ショベルの傾斜角度等に基づいて決定される。また、基準旋回最大出力は、例えば、ショベルが平坦地に位置し、旋回複合操作が行われ、且つ、油圧負荷が小さい場合に採用される旋回最大出力として予め設定される。なお、旋回最大出力の決定方法の詳細については後述する。
【００３０】
所要出力は、上部旋回体３を所望の旋回角速度で旋回させるために必要な旋回用電動機２１の出力である。本実施例では、コントローラ３０は、レゾルバ２２の出力に基づいて算出される実旋回角速度と、インバータ２０を流れる電流に基づいて算出される旋回トルクとの積から所要出力を導き出す。なお、所望の旋回角速度は、旋回操作レバー（図示せず。）の操作量に応じて決定される。
【００３１】
キャパシタ出力は、蓄電装置１９の出力である。本実施例では、コントローラ３０は、例えば、記憶装置に格納されたＳＯＣ・要求値対応テーブルを参照して放電要求値又は充電要求値に相当する電力をキャパシタ出力として取得する。なお、ＳＯＣ・要求値対応テーブルは、蓄電装置１９のＳＯＣと放電要求値及び充電要求値との対応関係を示す参照テーブルである。具体的には、コントローラ３０は、蓄電装置１９を充電する場合には充電要求値に相当する充電電力をキャパシタ出力として取得する。また、コントローラ３０は、蓄電装置１９を放電する場合には放電要求値に相当する放電電力をキャパシタ出力として取得する。なお、本実施例では、キャパシタ出力は、蓄電装置１９を充電する場合には充電要求値に相当する充電電力を表す負値となり、蓄電装置１９を放電する場合には放電要求値に相当する放電電力を表す正値となる。
【００３２】
コントローラ３０は、図３に示すように、最小値選択部６０により旋回最大出力及び所要出力のうちの小さい方を選択し、選択した値を旋回出力とする。これは、所要出力が旋回最大出力によって制限されることを意味する。そして、減算部６１により旋回出力からキャパシタ出力を減算し、得られた値を電動発電機出力として出力する。
【００３３】
電動発電機出力は、電動発電機１２の出力である。本実施例では、コントローラ３０は、発電出力又は電動出力を電動発電機出力として導き出す。具体的には、コントローラ３０は、電動発電機１２を発電機として機能させる場合には、発電機として機能する電動発電機１２の出力である発電出力を導き出す。また、コントローラ３０は、電動発電機１２を電動機として機能させる場合には、電動機として機能する電動発電機１２の出力である電動出力を導き出す。なお、本実施例では、電動発電機出力は、電動発電機１２が発電機として機能する場合（旋回出力がキャパシタ出力より大きい場合）には発電出力を表す正値となり、電動発電機１２が電動機として機能する場合（旋回出力がキャパシタ出力より小さい場合）には電動出力を表す負値となる。
【００３４】
油圧ポンプ最大出力は、油圧ポンプの出力の最大値である。本実施例では、コントローラ３０は、減算部６２によりエンジン最大出力から電動発電機出力を減算し、得られた値を油圧ポンプ最大出力として出力する。したがって、油圧ポンプ最大出力は、電動発電機１２が発電機として機能する場合にはエンジン最大出力よりも電動発電機出力（発電出力）分だけ小さい値となる。また、電動発電機１２が電動機として機能する場合にはエンジン最大出力よりも電動発電機出力（電動出力）分だけ大きい値となる。
【００３５】
具体的には、コントローラ３０は、エンジン回転数が一定であれば、すなわち、エンジン最大出力が一定であれば、電動発電機出力が大きいほど（発電出力が大きいほど）油圧ポンプ最大出力を低減させる。発電出力が大きくなると、油圧ポンプ最大出力を低減させなければ、すなわち、メインポンプ１４の出力（吸収馬力）を低減させなければ、発電出力と油圧ポンプ出力の合計がエンジン最大出力を上回るおそれがあるためである。その結果、メインポンプ１４の出力（吸収馬力）は、低減された油圧ポンプ最大出力の範囲内で制御される。
【００３６】
反対に、コントローラ３０は、エンジン回転数が一定であれば、すなわち、エンジン最大出力が一定であれば、電動発電機出力が小さいほど（電動出力が大きいほど）油圧ポンプ最大出力を増大させる。電動出力が大きくなるとエンジン出力に余裕が生じるためであり、その余裕分をメインポンプ１４が効率的に利用できるようにするためである。その結果、メインポンプ１４の出力（吸収馬力）は、増大された油圧ポンプ最大出力の範囲内で制御される。
【００３７】
なお、コントローラ３０は、油圧ポンプ最大出力を増大させる場合及び低減させる場合の何れであっても、ポンプ吐出量とポンプ吐出圧の積として算出される油圧ポンプ出力が油圧ポンプ最大出力以下となるようにポンプ吐出圧に応じてポンプ吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、レギュレータ（図示せず。）を用いてメインポンプ１４の斜板傾転角を調整してメインポンプ１４のポンプ吐出量を制御する。
【００３８】
次に、図４を参照してエンジン出力配分処理の流れについて説明する。なお、図４は、エンジン出力配分処理の一例の流れを示すフローチャートである。コントローラ３０は、ショベル稼働中に所定の制御周期で繰り返しこのエンジン出力配分処理を実行する。
【００３９】
最初に、コントローラ３０は、旋回操作と油圧操作とを含む旋回複合操作が行われているかを判定する（ステップＳＴ１）。本実施例では、コントローラ３０は、操作装置２６の操作内容を検出する圧力センサ２９の出力に基づいて旋回複合操作が行われているかを判定する。具体的には、コントローラ３０は、旋回操作レバーとブーム操作レバー等の油圧アクチュエータを操作するための操作レバーとが同時に操作されたことを検知した場合に旋回複合操作が行われていると判定する。
【００４０】
旋回複合操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回のエンジン出力配分処理を終了させる。
【００４１】
一方で、旋回複合操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、基準旋回最大出力と現在のショベルの状態とに基づいて旋回最大出力を決定する（ステップＳＴ２）。本実施例では、コントローラ３０は、基準旋回最大出力とエンドアタッチメント位置とメインポンプ１４の吐出圧とに基づいて旋回最大出力を決定する。エンドアタッチメント位置は、エンドアタッチメントとしてのバケット６の基準面に対する位置である。本実施例では、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２の出力に基づいてエンドアタッチメント位置を取得する。基準面は、例えば、ショベルの下部走行体１が位置する接地面である。また、エンドアタッチメント位置は、例えば、基準面に対するバケットピンの位置である。また、エンドアタッチメント位置は、バケット６の位置が基準面より高い場合にはバケット６の高さを表す正値となり、バケット６の位置が基準面より低い場合にはバケット６の深さを表す負値となる。
【００４２】
その後、コントローラ３０は、決定した旋回最大出力に基づいてエンジン出力の配分を決定する（ステップＳＴ３）。本実施例では、コントローラ３０は、図３に示すように、エンジン最大出力、旋回最大出力、所要出力、及びキャパシタ出力に基づいて電動発電機出力及び油圧ポンプ最大出力を決定する。
【００４３】
なお、コントローラ３０は、旋回複合操作が行われていると判定した場合に掘削が行われたか否かを判定し、掘削が行われたと判定した場合に限りステップＳＴ２及びステップＳＴ３を実行するようにしてもよい。この場合、コントローラ３０は、シリンダ圧センサＳ４が出力するバケットシリンダ９のボトム側油室内の作動油の圧力の推移に基づいて旋回複合操作が行われる直前に掘削が行われたか否かを判定する。
【００４４】
次に、図５を参照し、コントローラ３０が基準旋回最大出力ＳＰ０と現在のショベルの状態とに基づいて旋回最大出力ＳＰ１を決定する処理（以下、「旋回最大出力決定処理」とする。）について説明する。なお、図５は、旋回最大出力決定処理における入力パラメータと出力パラメータとの関係を示す図である。
【００４５】
図５に示すように、コントローラ３０は、基準旋回最大出力ＳＰ０、ポンプ吐出圧Ｐ、及びエンドアタッチメント位置Ｈを入力パラメータとして取得し、旋回最大出力ＳＰ１を出力パラメータとして出力する。
【００４６】
ポンプ吐出圧Ｐは、メインポンプ１４のポンプ吐出圧である。本実施例では、コントローラ３０は、吐出圧センサ（図示せず。）の出力に基づいてポンプ吐出圧Ｐを取得する。
【００４７】
基準旋回最大出力ＳＰ０は、旋回用電動機２１の出力の最大値である旋回最大出力を現在のショベルの状態に応じて決定する際に用いられる基準値である。また、基準旋回最大出力ＳＰ０は、例えば、ショベルが平坦地に位置し、旋回複合操作が行われ、且つ、油圧負荷が小さい場合に採用される旋回最大出力として予め設定される。「油圧負荷が小さい場合」は、例えば、ポンプ吐出圧Ｐが所定値Ｐ１未満の場合として定められる。また、「ショベルが平坦地に位置する場合」は、例えば、ショベル本体の傾斜角度が所定角度未満の場合として定められる。
【００４８】
旋回最大出力ＳＰ１は、現在のショベルの状態に応じて決定される旋回用電動機２１の出力の最大値である。本実施例では、コントローラ３０は、基準旋回最大出力ＳＰ０と第１係数Ｋａと第２係数Ｋｂとに基づいて旋回最大出力ＳＰ１を決定する。
【００４９】
第１係数Ｋａは、ポンプ吐出圧Ｐに応じて決まる係数であり、ポンプ吐出圧Ｐが大きいほど小さくなる傾向を有する。本実施例では、コントローラ３０は、演算部６３によりポンプ吐出圧Ｐに基づいて第１係数Ｋａを導き出す。具体的には、演算部６３は、入力としてポンプ吐出圧Ｐを受けると第１係数Ｋａを出力する。例えば、第１係数Ｋａは、０以上１以下の値をとり、ポンプ吐出圧Ｐが所定値Ｐ１以下で値１となり、ポンプ吐出圧Ｐが所定値Ｐ１から所定値Ｐ２（＞Ｐ１）まで増大するにつれて一定の割合で減少し、ポンプ吐出圧Ｐが所定値Ｐ２以上で値Ｋａ１（＜１）となる。
【００５０】
また、第２係数Ｋｂは、エンドアタッチメント位置Ｈに応じて決まる係数である。本実施例では、コントローラ３０は、演算部６４によりエンドアタッチメント位置Ｈに基づいて第２係数Ｋｂを導き出す。具体的には、演算部６４は、入力としてエンドアタッチメント位置Ｈを受けると第２係数Ｋｂを出力する。例えば、第２係数Ｋｂは、０以上１以下の値をとり、エンドアタッチメント位置Ｈが所定値Ｄ２以下で値Ｋｂ２となり、エンドアタッチメント位置Ｈが所定値Ｄ２から０まで増大するにつれて一定の割合で増加し、エンドアタッチメント位置Ｈが０以上で値１となる。
【００５１】
ここで、図６及び図７を参照し、演算部６４が第２係数Ｋｂを導き出す処理（以下、「第２係数導出処理」とする。）について説明する。なお、図６は掘削・積み込み作業を行うショベルの側面図であり、図７はエンドアタッチメント位置と第２係数Ｋｂとの対応関係の一例を示す図である。
【００５２】
具体的には、図６は、３種類のエンドアタッチメント位置で掘削作業を行った後に旋回複合操作に対応する旋回軸Ｘ回りのブーム上げ旋回動作を経て積み込み作業を行うショベルを示す。より具体的には、Ｅ１はエンドアタッチメント位置Ｈ１（＞０）で掘削作業を行ったときの掘削アタッチメントを表し、Ｅ２はエンドアタッチメント位置Ｄ１（＜０）で掘削作業を行ったときの掘削アタッチメントを表し、Ｅ３はエンドアタッチメント位置Ｄ２（＜Ｄ１）で掘削作業を行ったときの掘削アタッチメントを表す。また、Ｅ４は積み込み作業でバケット６内の土砂をダンプカーＤＰの荷台に排土したときの掘削アタッチメントを表す。なお、ダンプカーＤＰの荷台はバケット６内に取り込まれた物の積み込み先の容器の一例である。また、図の明瞭化のため、図６はショベルが掘削作業を行ったときの上部旋回体３を示すが、ショベルが積み込み作業を行ったときの上部旋回体３の図示を省略する。
【００５３】
また、図７の太実線は接地面を基準面とした場合のエンドアタッチメント位置と第２係数Ｋｂとの対応関係を示し、点線はダンプカーＤＰの荷台上面を基準面とした場合の対応関係を示す。
【００５４】
最初に接地面を基準面とした場合の第２係数導出処理について説明する。
【００５５】
コントローラ３０の演算部６４は、図７の実線で示す対応関係を記憶する参照テーブルを参照する。そして、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２の出力に基づいて取得したエンドアタッチメント位置Ｈに対応する第２係数Ｋｂを導き出す。具体的には、演算部６４は、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｈ１の場合に第２係数Ｋｂとして値１を導き出し、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ１の場合に第２係数Ｋｂとして値Ｋｂ１（例えば０．７）を導き出し、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ２の場合に第２係数Ｋｂとして値Ｋｂ２（例えば０．３）を導き出す。
【００５６】
その後、演算部６４は、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｈ１の場合、すなわちエンドアタッチメント位置Ｈが接地面の高さより高いときに旋回複合操作が行われている場合、第２係数Ｋｂとして導き出した値１を乗算部６５に対して出力する。この場合、第１係数Ｋａが値１であれば、旋回最大出力ＳＰ１は基準旋回最大出力ＳＰ０に等しい。これは、旋回最大出力ＳＰ１が何らの特別な制限を受けないことを意味する。
【００５７】
一方、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ１の場合、すなわちエンドアタッチメント位置Ｈが接地面の高さよりも低いときに旋回複合操作が行われている場合、乗算部６５は、第１係数Ｋａが値１であれば、基準旋回最大出力ＳＰ０に１未満の値であるＫｂ１を乗じて旋回最大出力ＳＰ１を生成する。この場合、旋回最大出力ＳＰ１は基準旋回最大出力ＳＰ０よりも小さい。そのため、乗算部６５は、エンドアタッチメント位置が接地面の高さより高いときに旋回複合操作が行われている場合に比べ、旋回最大出力ＳＰ１が小さくなるようにすなわち旋回の加速を抑制するように旋回最大出力ＳＰ１を生成して出力する。
【００５８】
また、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ２の場合、すなわちエンドアタッチメント位置Ｈがさらに低いときに旋回複合操作が行われている場合、乗算部６５は、第１係数Ｋａが値１であれば、基準旋回最大出力ＳＰ０にＫｂ１未満の値であるＫｂ２を乗じて旋回最大出力ＳＰ１を生成する。この場合、旋回最大出力ＳＰ１はエンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ１のときの旋回最大出力ＳＰ１よりも小さい。そのため、乗算部６５は、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ１のときに旋回複合操作が行われている場合に比べ、旋回最大出力ＳＰ１がさらに小さくなるようにすなわち旋回の加速をさらに抑制するように旋回最大出力ＳＰ１を生成して出力する。
【００５９】
次にダンプカーＤＰの荷台上面を基準面とした場合の第２係数導出処理について説明する。荷台上面は、例えば図６に示すように、接地面よりも値Ｂだけ高い位置にある。本実施例では、ショベルの操作者は、ショベルの接地面に対するダンプカーＤＰの荷台上面の高さＢをキャビン内に設置された入力装置を介してコントローラ３０に入力する。また、コントローラ３０は、排土が行われたときのバケット６の高さから、ショベルの接地面に対するダンプカーＤＰの荷台上面の高さＢを導き出してもよい。なお、値Ｌは、ダンプカーＤＰの接地面に対する荷台上面の高さである積み込み高さを表す。
【００６０】
演算部６４は、ショベルの接地面を基準面とした場合と同様、図７の点線で示す対応関係を記憶する参照テーブルを参照する。そして、エンドアタッチメント位置Ｈに対応する第２係数Ｋｂを導き出す。具体的には、演算部６４は、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｈ１の場合にはショベルの接地面を基準面とした場合と同様、第２係数Ｋｂとして値１を導き出し、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ２の場合にもショベルの接地面を基準面とした場合と同様、第２係数Ｋｂとして値Ｋｂ２（例えば０．３）を導き出す。但し、エンドアタッチメント位置Ｈが値Ｄ１の場合には、ショベルの接地面を基準面とした場合と異なり、第２係数Ｋｂとして値Ｋｂ１０（例えば０．６）を導き出す。値Ｋｂ１０はショベルの接地面を基準面とした場合の値Ｋｂ１より小さい。すなわち、乗算部６５は、ショベルの接地面を基準面とした場合に比べ、旋回最大出力ＳＰ１がさらに小さくなるようにすなわち旋回の加速をさらに抑制するように旋回最大出力ＳＰ１を生成して出力する。
【００６１】
このように、コントローラ３０は、乗算部６５により基準旋回最大出力ＳＰ０と第１係数Ｋａと第２係数Ｋｂとを乗算し、得られた値を旋回最大出力ＳＰ１として出力する。例えば、バケット６が基準面より高い位置にあり、旋回複合操作が行われ、且つ、油圧負荷が小さい場合、旋回最大出力ＳＰ１は基準旋回最大出力ＳＰ０となる。第１係数Ｋａ及び第２係数Ｋｂの値が何れも値１となるためである。
【００６２】
また、旋回最大出力ＳＰ１は、エンドアタッチメント位置Ｈが同じであれば、すなわち第２係数Ｋｂが同じであれば、ポンプ吐出圧Ｐが大きいほど小さくなる。第１係数Ｋａの値が小さくなるためである。一方で、旋回最大出力ＳＰ１は、ポンプ吐出圧Ｐが同じであれば、すなわち第１係数Ｋａが同じであれば、バケット６の深さが深いほど小さくなる。第２係数Ｋｂの値が小さくなるためである。
【００６３】
また、油圧ポンプ最大出力は、エンドアタッチメント位置Ｈが同じであれば、ポンプ吐出圧Ｐが大きいほど大きな値となり得る。旋回最大出力ＳＰ１が小さくなるためである。一方で、油圧ポンプ最大出力は、ポンプ吐出圧Ｐが同じであれば、バケット６の深さが深いほど大きな値となり得る。旋回最大出力ＳＰ１が小さくなるためである。
【００６４】
以上の構成により、コントローラ３０は、エンドアタッチメント位置Ｈに応じて旋回最大出力ＳＰ１を変更する。例えば、コントローラ３０は、バケット６の深さが深いほど旋回最大出力ＳＰ１を小さくする。その結果、コントローラ３０は、旋回複合操作時の旋回角速度を適切に制御できる。例えば、コントローラ３０は、深掘掘削後にブーム４を上昇させながら上部旋回体３を旋回させる場合に旋回角速度が大きくなり過ぎるのを防止できる。一方で、コントローラ３０は、バケット６の位置が基準面より高い場合には、バケット６の高さの変化に応じては旋回最大出力ＳＰ１を変化させないようにする。その結果、コントローラ３０は、ブーム４を上昇させながら上部旋回体３を旋回させる場合に旋回角速度が過度に制限されてしまうのを防止できる。
【００６５】
また、コントローラ３０は、エンドアタッチメント位置Ｈに応じて旋回最大出力ＳＰ１を変更することで油圧ポンプ最大出力を変更する。例えば、コントローラ３０は、バケット６の深さが浅いほど旋回最大出力ＳＰ１を増大させることで油圧ポンプ最大出力を低減させる。そのため、旋回最大出力ＳＰ１を増大させた場合であっても、電動発電機出力（発電出力）と油圧ポンプ出力の合計がエンジン最大出力を上回るのを防止できる。
【００６６】
また、上述の実施例では、コントローラ３０は、ポンプ吐出圧Ｐに関連する第１係数Ｋａと、エンドアタッチメント位置Ｈに関連する第２係数Ｋｂと、基準旋回最大出力ＳＰ０とに基づいて旋回最大出力ＳＰ１を決定する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ３０は、ポンプ吐出圧Ｐに関する値とエンドアタッチメント位置Ｈに関する値と基準旋回最大出力ＳＰ０とを所定の関数に代入して旋回最大出力ＳＰ１を決定してもよい。或いは、コントローラ３０は、ポンプ吐出圧Ｐに関する値とエンドアタッチメント位置Ｈに関する値と旋回最大出力ＳＰ１との対応関係を表す対応テーブルを参照してポンプ吐出圧Ｐに関する値及びエンドアタッチメント位置Ｈに関する値から旋回最大出力ＳＰ１を決定してもよい。また、コントローラ３０は、ポンプ吐出圧Ｐとは無関係に、エンドアタッチメント位置Ｈに関連する値と基準旋回最大出力ＳＰ０とに基づいて旋回最大出力ＳＰ１を決定してもよい。
【００６７】
また、上述の実施例では、コントローラ３０は、旋回複合操作が行われている場合には、旋回力行時に限ってエンジン出力配分処理を実行する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ３０は、旋回複合操作が行われている場合には、旋回力行時及び旋回回生時の何れであってもエンジン出力配分処理を実行してもよい。
【００６８】
次に、図８を参照し、図１のショベルに搭載されるコントローラ３０の別の構成例について説明する。なお、図８は、コントローラ３０の機能ブロック図であり、旋回用電動機２１の力行制御（加速駆動制御）を行う際に用いられる機能要素を含む。本実施例では、コントローラ３０は、主に、角速度指令生成部３１、減算器３２、ＰＩ制御部３３、トルク制限部３４、複合操作判定部３５、エンドアタッチメント位置取得部３６、及び加速トルク制限値生成部３７を有する。
【００６９】
角速度指令生成部３１は旋回操作量に基づいて角速度指令値を生成する。本実施例では、角速度指令生成部３１は、旋回操作量を表す圧力センサ２９からの電気信号に基づいて角速度指令値を生成し、生成した角速度指令値を減算器３２に対して出力する。
【００７０】
減算器３２は角速度指令値と旋回角速度の現在値である実旋回角速度との偏差を導き出す。本実施例では、減算器３２は角速度指令生成部３１が生成する角速度指令値と実旋回角速度との偏差をＰＩ制御部３３に対して出力する。実旋回角速度は例えば旋回角速度検出器としてのレゾルバ２２の検出値から導き出される。
【００７１】
ＰＩ制御部３３は角速度指令値と実旋回角速度との偏差に基づいてＰＩ制御を実行する。本実施例では、ＰＩ制御部３３は減算器３２が出力する偏差に基づいてＰＩ制御を実行し、実旋回角速度が角速度指令値に近づくようにトルク目標値を生成する。そして、ＰＩ制御部３３は、生成したトルク目標値をトルク制限部３４に対して出力する。
【００７２】
トルク制限部３４はトルク指令値をトルク制限値以下に制限する。本実施例では、トルク制限部３４はＰＩ制御部３３が出力するトルク目標値を加速トルク制限値以下に制限する。なお、加速トルク制限値は加速トルク制限値生成部３７が生成する旋回加速操作中のトルク制限値である。具体的には、トルク制限部３４はトルク目標値が加速トルク制限値以上であれば加速トルク制限値をトルク指令値としてインバータ２０に対して出力する。また、トルク制限部３４はトルク目標値が加速トルク制限値未満であればそのトルク目標値をトルク指令値としてインバータ２０に対して出力する。
【００７３】
トルク指令値を受けたインバータ２０はそのトルク指令値に応じてＰＷＭ信号を生成する。そして、インバータ２０は、生成したＰＷＭ信号でトランジスタ等のスイッチング素子を動作させてモータ駆動電流を生成し、そのモータ駆動電流を旋回用電動機２１に対して出力する。なお、インバータ２０は、トルク指令値とモータ駆動電流の現在値との偏差を極小化するようにトルク指令値をフィードバック制御してもよい。
【００７４】
複合操作判定部３５は、複合操作が行われているかを判定する。本実施例では、複合操作判定部３５は、各種操作量を表す圧力センサ２９からの電気信号に基づいて旋回操作を含む旋回複合操作が行われているか否かを判定する。具体的には、複合操作判定部３５は、旋回操作レバーが操作され且つブーム操作レバーが上げ方向に操作されている場合に、旋回操作とブーム上げ操作を含む旋回複合操作が行われていると判定する。なお、複合操作判定部３５は、旋回操作とアーム閉じ操作を含む旋回複合操作、旋回操作とバケット閉じ操作を含む旋回複合操作等の他の旋回複合操作が行われているか否かを判定してもよい。
【００７５】
エンドアタッチメント位置取得部３６はバケット６の位置に関する情報を取得する。本実施例では、エンドアタッチメント位置取得部３６は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２の出力に基づいてエンドアタッチメント位置を取得する。また、エンドアタッチメント位置取得部３６は取得したエンドアタッチメント位置を加速トルク制限値生成部３７に対して出力する。
【００７６】
加速トルク制限値生成部３７は加速トルク制限値を生成する。本実施例では、加速トルク制限値生成部３７は、複合操作判定部３５の判定結果と、エンドアタッチメント位置取得部３６が出力するエンドアタッチメント位置とに基づいて加速トルク制限値を生成する。
【００７７】
具体的には、加速トルク制限値生成部３７は、旋回複合操作が行われていると複合操作判定部３５が判定した場合、エンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係を記憶する参照テーブルを参照して現在のエンドアタッチメント位置に対応する加速トルク制限比率を導き出す。
【００７８】
加速トルク制限比率は、加速トルク（力行トルク）の制限の大きさを表す値である。本実施例では、加速トルク制限比率は０以上１以下の値をとり、値が０に近いほど加速トルクの制限が大きいことを表す。具体的には、加速トルク制限値生成部３７は、初期加速トルク制限値に加速トルク制限比率を乗じて加速トルク制限値を導き出す。初期加速トルク制限値は、加速トルク制限値の基準となる値である。本実施例では、初期加速トルク制限値は記憶装置等に予め記憶された固定値である。なお、初期加速トルク制限値はブーム上げ操作量等に応じて変化する可変値であってもよい。
【００７９】
例えば、加速トルク制限値生成部３７は、加速トルク制限比率が１の場合、初期加速トルク制限値をそのまま加速トルク制限値とする。また、加速トルク制限比率が０．３の場合、初期加速トルク制限値に０．３を乗じた値を加速トルク制限値として導き出す。なお、加速トルク制限値は値が小さいほど加速トルクの制限が大きい（旋回角速度が加速され難い）ことを表す。
【００８０】
そして、加速トルク制限値生成部３７は、導き出した加速トルク制限値をトルク制限部３４に対して出力する。なお、加速トルク制限値生成部３７は、旋回複合操作が行われていないと複合操作判定部３５が判定した場合、初期加速トルク制限値をそのまま加速トルク制限値とし、その加速トルク制限値をトルク制限部３４に対して出力する。
【００８１】
ここで、図９及び図１０を参照し、加速トルク制限値生成部３７が加速トルク制限比率を導き出す処理（以下、「制限比率導出処理」とする。）について説明する。なお、図９は掘削・積み込み作業を行うショベルの側面図であり、図６に対応する。また、図１０はエンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係の一例を示す図である。
【００８２】
具体的には、図９は、３種類のエンドアタッチメント位置で掘削作業を行った後に旋回複合操作に対応する旋回軸Ｘ回りのブーム上げ旋回動作を経て積み込み作業を行うショベルを示す。より具体的には、Ｅ１はエンドアタッチメント位置Ｈ１（＞０）で掘削作業を行ったときの掘削アタッチメントを表し、Ｅ２はエンドアタッチメント位置Ｄ１（＜０）で掘削作業を行ったときの掘削アタッチメントを表し、Ｅ３はエンドアタッチメント位置Ｄ２（＜０）で掘削作業を行ったときの掘削アタッチメントを表す。また、Ｅ４は積み込み作業でバケット６内の土砂をダンプカーＤＰの荷台に排土したときの掘削アタッチメントを表す。なお、ダンプカーＤＰの荷台はバケット６内に取り込まれた物の積み込み先の容器の一例である。また、図の明瞭化のため、図９はショベルが掘削作業を行ったときの上部旋回体３を示すが、ショベルが積み込み作業を行ったときの上部旋回体３の図示を省略する。
【００８３】
また、図１０の太実線は接地面を基準面とした場合のエンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係を示し、点線はダンプカーＤＰの荷台上面を基準面とした場合の対応関係を示す。
【００８４】
最初に接地面を基準面とした場合の制限比率導出処理について説明する。
【００８５】
コントローラ３０の加速トルク制限値生成部３７は、旋回複合操作が行われていると複合操作判定部３５が判定した場合、図１０の実線で示す対応関係を記憶する参照テーブルを参照する。そして、エンドアタッチメント位置取得部３６が取得したエンドアタッチメント位置に対応する加速トルク制限比率を導き出す。具体的には、加速トルク制限値生成部３７は、エンドアタッチメント位置が値Ｈ１の場合に加速トルク制限比率として値１を導き出し、エンドアタッチメント位置が値Ｄ１の場合に加速トルク制限比率として値Ｒ１（例えば０．７）を導き出し、エンドアタッチメント位置が値Ｄ２の場合に加速トルク制限比率として値Ｒ２（例えば０．３）を導き出す。
【００８６】
その後、加速トルク制限値生成部３７は、エンドアタッチメント位置が値Ｈ１の場合、すなわちエンドアタッチメント位置が接地面の高さより高いときに旋回複合操作が行われている場合、初期加速トルク制限値に値１を乗じて加速トルク制限値を生成する。この場合、加速トルク制限値は初期加速トルク制限値に等しい。そのため、加速トルク制限値生成部３７は何らの特別な制限を課すことなく加速トルク制限値を生成してトルク制限部３４に対して出力する。
【００８７】
一方、エンドアタッチメント位置が値Ｄ１の場合、すなわちエンドアタッチメント位置が接地面の高さよりも低いときに旋回複合操作が行われている場合、加速トルク制限値生成部３７は、初期加速トルク制限値に１未満の値であるＲ１を乗じて加速トルク制限値を生成する。この場合、加速トルク制限値は初期加速トルク制限値よりも小さい。そのため、加速トルク制限値生成部３７は、エンドアタッチメント位置が接地面の高さより高いときに旋回複合操作が行われている場合に比べ、生成可能な加速トルクの上限が小さくなるようにすなわち旋回の加速を抑制するように加速トルク制限値を生成してトルク制限部３４に対して出力する。
【００８８】
また、エンドアタッチメント位置がＤ２の場合、すなわちエンドアタッチメント位置がさらに低いときに旋回複合操作が行われている場合、加速トルク制限値生成部３７は、初期加速トルク制限値にＲ１未満の値であるＲ２を乗じて加速トルク制限値を生成する。この場合、加速トルク制限値はエンドアタッチメント位置が値Ｄ１のときの加速トルク制限値よりも小さい。そのため、加速トルク制限値生成部３７は、エンドアタッチメント位置が値Ｄ１のときに旋回複合操作が行われている場合に比べ、生成可能な加速トルクの上限がさらに小さくなるようにすなわち旋回の加速をさらに抑制するように加速トルク制限値を生成してトルク制限部３４に対して出力する。
【００８９】
次にダンプカーＤＰの荷台上面を基準面とした場合の制限比率導出処理について説明する。荷台上面は、例えば図９に示すように、接地面よりも値Ｂだけ高い位置にある。本実施例では、ショベルの操作者は、ショベルの接地面に対するダンプカーＤＰの荷台上面の高さＢをキャビン内に設置された入力装置を介してコントローラ３０に入力する。また、コントローラ３０は、排土が行われたときのバケット６の高さから、ショベルの接地面に対するダンプカーＤＰの荷台上面の高さＢを導き出してもよい。なお、値Ｌは、ダンプカーＤＰの接地面に対する荷台上面の高さである積み込み高さを表す。
【００９０】
加速トルク制限値生成部３７は、ショベルの接地面を基準面とした場合と同様、旋回複合操作が行われていると複合操作判定部３５が判定した場合、図１０の点線で示す対応関係を記憶する参照テーブルを参照する。そして、エンドアタッチメント位置取得部３６が取得したエンドアタッチメント位置に対応する加速トルク制限比率を導き出す。具体的には、加速トルク制限値生成部３７は、エンドアタッチメント位置が値Ｈ１の場合にはショベルの接地面を基準面とした場合と同様、加速トルク制限比率として値１を導き出し、エンドアタッチメント位置が値Ｄ２の場合にもショベルの接地面を基準面とした場合と同様、加速トルク制限比率として値Ｒ２（例えば０．３）を導き出す。但し、エンドアタッチメント位置が値Ｄ１の場合には、ショベルの接地面を基準面とした場合と異なり、加速トルク制限比率として値Ｒ１０（例えば０．６）を導き出す。値Ｒ１０はショベルの接地面を基準面とした場合の値Ｒ１より小さい。すなわち、加速トルク制限値生成部３７は、ショベルの接地面を基準面とした場合に比べ、生成可能な加速トルクの上限がさらに小さくなるようにすなわち旋回の加速をさらに抑制するように加速トルク制限値を生成してトルク制限部３４に対して出力する。
【００９１】
次に、図１１を参照し、コントローラ３０が加速トルク制限値を生成する処理（以下、「加速トルク制限値生成処理」とする。）の一例について説明する。なお、図１１は、加速トルク制限値生成処理の一例の流れを示すフローチャートである。コントローラ３０は旋回用電動機２１の力行制御（加速駆動制御）中に所定の制御周期で繰り返しこの加速トルク制限値生成処理を実行する。
【００９２】
最初に、コントローラ３０の加速トルク制限値生成部３７は、旋回複合操作が行われているかを判定する（ステップＳＴ１１）。本実施例では、加速トルク制限値生成部３７は圧力センサ２９の出力に基づいて旋回複合操作が行われているか否かを判定する。
【００９３】
旋回複合操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、加速トルク制限値生成部３７はエンドアタッチメント位置から加速トルク制限比率を導き出す（ステップＳＴ１２）。本実施例では、加速トルク制限値生成部３７は、エンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係を記憶する参照テーブルを参照し、エンドアタッチメント位置取得部３６が取得したエンドアタッチメント位置に対応する加速トルク制限比率を導き出す。
【００９４】
その後、加速トルク制限値生成部３７は初期加速トルク制限値と加速トルク制限比率から加速トルク制限値を生成して出力する（ステップＳＴ１３）。本実施例では、加速トルク制限値生成部３７は、記憶装置に予め記憶されている初期加速トルク制限値に加速トルク制限比率を乗じて加速トルク制限値を生成し、その生成した加速トルク制限値をトルク制限部３４に対して出力する。
【００９５】
一方、旋回複合操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、加速トルク制限値生成部３７は初期トルク制限値を加速トルク制限値として出力する（ステップＳＴ１４）。本実施例では、加速トルク制限値生成部３７は、記憶装置に予め記憶されている初期加速トルク制限値をそのまま加速トルク制限値とし、その加速トルク制限値をトルク制限部３４に対して出力する。
【００９６】
以上の構成により、コントローラ３０は、旋回複合操作が行われているときのバケット６の位置が低い（深い）ほど生成可能な加速トルクの上限が小さくなるようにすなわち旋回の加速を抑制するように加速トルク制限値を生成する。そのため、掘削深さが深い場合に旋回の加速を十分に抑制することができる。また、掘削深さが浅い場合に旋回の加速を過度に抑制してしまうこともない。そのため、作業現場の実情により即した旋回制御を実現できる。
【００９７】
また、ショベルの操作者は掘削深さに応じて旋回操作量及びブーム上げ操作量を微妙に調整する必要がない。旋回複合操作の際のブーム上げ操作量が同じであってもエンドアタッチメント位置が低いほど旋回の加速を抑制するためである。具体的には、ブーム上げ旋回動作の際のバケット６の移動距離は、エンドアタッチメント位置が低いときほど、円周方向の移動距離に対する高さ方向の移動距離が大きくなるためである。また、エンドアタッチメント位置が高くなるにつれて円周方向の移動距離に対する高さ方向の移動距離が小さくなるためである。なお、円周方向の移動距離は旋回用電動機２１の回転角に相当する。
【００９８】
次に、図１２を参照し、加速トルク制限値生成処理の別の一例について説明する。なお、図１２は加速トルク制限値生成処理の別の一例の流れを示すフローチャートである。コントローラ３０は旋回用電動機２１の力行制御（加速駆動制御）中に所定の制御周期で繰り返しこの加速トルク制限値生成処理を実行する。
【００９９】
また、図１２の加速トルク制限値生成処理はステップＳＴ１１で旋回複合操作が行われていると判定した場合にステップＳＴ１１Ａを実行する点で図１１の加速トルク制限値生成処理と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
【０１００】
図１２の加速トルク制限値生成処理では、旋回複合操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、加速トルク制限値生成部３７は掘削が行われたかを判定する（ステップＳＴ１１Ａ）。本実施例では、加速トルク制限値生成部３７はシリンダ圧センサＳ４が出力するバケットシリンダ９のボトム側油室内の作動油の圧力の推移に基づいて旋回複合操作が行われる直前に掘削が行われたか否かを判定する。具体的には、加速トルク制限値生成部３７は旋回複合操作が行われる前の所定時間中におけるバケットシリンダ９のボトム側油室内の作動油の圧力の推移に基づいて旋回複合操作が行われる直前に掘削が行われたか否かを判定する。
【０１０１】
そして、掘削が行われたと判定した場合（ステップＳＴ１１ＡのＹＥＳ）、加速トルク制限値生成部３７は、ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１３を実行する。
【０１０２】
一方、掘削が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１１ＡのＮＯ）、加速トルク制限値生成部３７は、ステップＳＴ１４を実行する。
【０１０３】
このように、図１２の加速トルク制限値生成処理では、コントローラ３０は、旋回複合操作が行われる直前に掘削作業が行われたと判定した場合に限り、エンドアタッチメント位置に応じて旋回の加速を抑制する。すなわちバケット６内に土砂等が取り込まれている場合に旋回複合操作が行われているときに限り、エンドアタッチメント位置に応じて生成可能な加速トルクの上限を低減させる。そのため、コントローラ３０は、図１１の加速トルク制限値生成処理を実行することによって実現される効果に加え、バケット６内に土砂が取り込まれていないにもかかわらず旋回複合操作の際の旋回の加速が過度に制限されてしまうのを防止できるという追加的な効果を実現できる。
【０１０４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１０５】
例えば、上述の実施例では、加速トルク制限比率が値１未満となるときのエンドアタッチメント位置が基準面の高さと等しくなるようにエンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係が決定されている。そのため、コントローラ３０は、旋回複合操作が行われているときのバケット６の位置が基準面より低いか否かで加速トルク制限値を初期加速トルク制限値より小さくするか否かを決定する。しかしながら、加速トルク制限比率が値１未満となるときのエンドアタッチメント位置が基準面の高さよりも高くなるようにエンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係が決定されてもよい。また、加速トルク制限比率が値１未満となるときのエンドアタッチメント位置が基準面の高さよりも低くなるようにエンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係が決定されてもよい。また、エンドアタッチメント位置が基準面より高い所定高さよりもさらに高くなったときに加速トルク制限比率が再び値１未満となるようにエンドアタッチメント位置と加速トルク制限比率との対応関係が決定されてもよい。
【０１０６】
また、コントローラ３０は、所定の制御周期（例えば０．０５秒）毎にエンドアタッチメント位置の値を更新して加速トルク制限比率の値を更新し、ひいては加速トルク制限値の値を更新する。しかしながら、コントローラ３０は、旋回複合操作が開始されたときのエンドアタッチメント位置に対応する加速トルク制限比率をその旋回複合操作が中止されるまで使用し続けてもよい。
【０１０７】
また、エンドアタッチメント位置取得部３６は、ブーム角度センサＳ１及びアーム角度センサＳ２の出力に基づいてバケットピンの基準面に対する高さをエンドアタッチメント位置として取得する。しかしながら、エンドアタッチメント位置取得部３６は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の出力に基づき、バケット６の爪先等のバケット６上の他の部位の基準面に対する高さをエンドアタッチメント位置として取得してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１・・・下部走行体  ２Ａ、２Ｂ・・・走行用油圧モータ  ２・・・旋回機構  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １１・・・エンジン  １２・・・電動発電機  １３・・・減速機  １４・・・メインポンプ  １５・・・パイロットポンプ  １６・・・高圧油圧ライン  １７・・・コントロールバルブ  １８・・・インバータ  １９・・・蓄電装置  １９ａ・・・昇降圧コンバータ  １９ｂ・・・ＤＣバス  ２０・・・インバータ  ２１・・・旋回用電動機  ２１Ａ・・・出力軸  ２２・・・レゾルバ  ２３・・・メカニカルブレーキ  ２４・・・旋回減速機  ２５・・・パイロットライン  ２６・・・操作装置  ２７、２８・・・油圧ライン  ２９・・・圧力センサ  ３０・・・コントローラ  ３１・・・角速度指令生成部  ３２・・・減算器  ３３・・・ＰＩ制御部  ３４・・・トルク制限部  ３５・・・複合操作判定部  ３６・・・エンドアタッチメント位置取得部  ３７・・・加速トルク制限値生成部  ６０・・・最小値選択部  ６１、６２・・・減算部  ６３、６４・・・演算部  ６５・・・乗算部  １２０・・・蓄電系  ＤＰ・・・ダンプカー  Ｓ１・・・ブーム角度センサ  Ｓ２・・・アーム角度センサ  Ｓ３・・・バケット角度センサ  Ｓ４・・・シリンダ圧センサ
【図１】
0006526410.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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