(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって上部旋回体を旋回させる旋回モータと、前記上部旋回体を旋回させる操作を行う旋回操作レバーとを搭載した建設機械のエンジン制御装置であって、
前記旋回操作レバーの操作量を検出する操作量検出部と、
前記操作量検出部における検出結果が所定の閾値を超えると、前記エンジンによって駆動される前記油圧ポンプから前記旋回モータへ圧油が供給されて前記上部旋回体が高速で旋回するように、前記エンジンの最大回転数を上昇させる制御部と、
を備えている建設機械のエンジン制御装置。
【請求項２】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって上部旋回体を旋回させる旋回モータと、前記上部旋回体を旋回させる操作を行う旋回操作レバーとを搭載した建設機械のエンジン制御装置であって、
前記旋回操作レバーの操作量を検出する操作量検出部と、
前記エンジンの回転数が所定の回転数以上になると、前記エンジンの回転数を増加させる方向に分かれてエンジン回転数の最大値が異なる複数のエンジントルクカーブを有しており、前記エンジンの回転数の最大値が低い方のエンジントルクカーブが選択されている場合において、前記操作量検出部における検出結果が所定の閾値を超えると、前記エンジン回転数の最大値が高い方の前記エンジントルクカーブを選択して制御を行う制御部と、
を備えている建設機械のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記エンジンの回転および出力トルクが比較的高い領域で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パワーモードと、前記パワーモードの場合と比較してより低いエンジン出力トルク特性が設定されるエコノミーモードと、を有しており、前記パワーモード中に前記エンジン回転数を上昇させる制御を行う、
請求項１または２に記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、複数のエンジントルクカーブを有している、
請求項１から３のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記旋回操作レバーの操作量に応じて、前記複数のエンジントルクカーブの中から特定のエンジントルクカーブを選択するとともに、
前記上部旋回体を除く他のアクチュエータの操作状況に応じて、前記エンジントルクカーブのトルク上限値を設定する、
請求項４に記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記旋回操作レバーの操作量が第１閾値を超えたときに前記エンジンの回転数制御を行い、前記第１閾値よりも小さい第２閾値よりも小さくなったときに前記エンジンの回転数制御を解除する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記油圧ポンプは、前記上部旋回体を駆動する圧油を供給する旋回独立ポンプである、
請求項１から６のいずれか１項に記載の建設機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業装置を搭載した上部旋回体を含む油圧ショベル等の建設機械のエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、旋回可能な上部旋回体上に、アームやバケット等のアクチュエータ（作業装置）を搭載した油圧ショベル等の建設機械が用いられている。
例えば、特許文献１には、作業装置と同時に上部旋回体を操作する場合の旋回速度の不足を解消するために、燃料油の増量方向に作動させエンジン回転数を増加させる燃料増量スイッチを操作レバーに設けたエンジンの回転数制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−９７０５６号公報（平成１２年４月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のエンジン回転数制御装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された建設機械のエンジン回転数制御装置では、上部旋回体の旋回速度不足を解消する必要がある場合には、燃料増量スイッチを操作してエンジン回転数を増加させる制御を行う。このため、必要な場合にのみエンジン回転数を上昇させる制御となるため燃費向上が図れるものの、オペレータが旋回速度不足を感じた場合に自ら燃料増量スイッチを操作する必要があり面倒である。また、オペレータによって旋回速度不足の感じ方も異なるため、燃費低減の効果を確実に得ることは難しい。
【０００４】
本発明の課題は、燃費向上を図りつつ、上部旋回体の旋回速度不足を解消する制御を自動的に実施することが可能な建設機械のエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから供給される圧油によって上部旋回体を旋回させる旋回モータと、上部旋回体を旋回させる操作を行う旋回操作レバーとを搭載した建設機械のエンジン制御装置であって、操作量検出部と、制御部と、を備えている。操作量検出部は、旋回操作レバーの操作量を検出する。制御部は、操作量検出部における検出結果が所定の閾値を超えると、エンジンによって駆動される油圧ポンプから旋回モータへ圧油が供給されて上部旋回体が高速で旋回するように、エンジンの最大回転数を上昇させる。
【０００６】
ここでは、上部旋回体を旋回させる旋回操作レバーを、所定の閾値を超える操作量で操作した場合に、エンジンの最大回転数を上昇させるように制御を行う。
ここで、上記所定の閾値は、例えば、７０〜８０％以上等の操作量に設定されるものであって、オペレータの好みや作業環境に応じて適宜設定変更が可能であることが好ましい。
【０００７】
これにより、建設機械に搭載された上部旋回体を旋回させる操作を所定量以上行った場合には、エンジンの最大回転数を上昇させることで、エンジンによって駆動される油圧ポンプの吐出量が増加して、上部旋回体を旋回させる旋回モータへ供給される圧油の量を増加させることができる。この結果、旋回操作レバーを大きく操作した場合に限って、エンジンの最大回転数を上昇させる制御を行うため、燃費の向上が図れるとともに、旋回速度が必要な場合にはオペレータの操作の有無に関係なく自動的に十分な旋回速度で上部旋回体を旋回させることができる。
【０００８】
第２の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから供給される圧油によって上部旋回体を旋回させる旋回モータと、上部旋回体を旋回させる操作を行う旋回操作レバーとを搭載した建設機械のエンジン制御装置であって、操作量検出部と、制御部と、を備えている。操作量検出部は、旋回操作レバーの操作量を検出する。制御部は、エンジンの回転数が所定の回転数以上になると、エンジンの回転数を増加させる方向に分かれてエンジン回転数の最大値が異なる複数のエンジントルクカーブを有しており、エンジンの回転数の最大値が低い方のエンジントルクカーブが選択されている場合において、操作量検出部における検出結果が所定の閾値を超えると、エンジン回転数の最大値が高い方のエンジントルクカーブを選択して制御を行う。
【０００９】
ここでは、制御部が、所定のエンジン回転数を超えるとエンジン回転数を増加させる方向へ分かれるエンジントルクカーブを有している。そして、上部旋回体を旋回させる旋回操作レバーが所定の閾値を超える操作量で操作された場合には、上記エンジン回転数を増加させる方向へ分かれた側のエンジントルクカーブを選択してエンジン回転数を上昇させる制御を行う。
【００１０】
ここで、上記所定の閾値には、例えば、７０〜８０％以上等の操作量に設定されるものであって、オペレータの好みや作業環境に応じて適宜設定変更が可能であることが好ましい。また、上記二手に分かれるエンジントルクカーブは、例えば、所定のエンジン回転数以上になるとエンジン回転数が増加する方向にシフトするカーブ等が含まれる。
これにより、建設機械に搭載された上部旋回体を旋回させる操作を所定量以上行った場合には、選択されたエンジントルクカーブに基づいてエンジンの最大回転数を上昇させることで、上部旋回体を旋回させる旋回モータへ供給される圧油の量を増加させることができる。この結果、旋回操作レバーを大きく操作した場合に限って、エンジンの最大回転数を上昇させる制御を行うため、燃費の向上が図れるとともに、旋回速度が必要な場合にはオペレータの操作の有無に関係なく自動的に十分な旋回速度で上部旋回体を旋回させることができる。
【００１１】
第３の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、第１または第２の発明に係る建設機械のエンジン制御装置であって、制御部は、パワーモードと、エコノミーモードと、を有しており、パワーモード中にエンジン回転数を上昇させる制御を行う。パワーモードは、エンジンの回転および出力トルクが比較的高い領域で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。エコノミーモードは、パワーモードの場合と比較してより低いエンジン出力トルク特性が設定される。
【００１２】
ここでは、いわゆるＰ（パワー）モードとＥ（エコノミー）モードとを有する制御部が、Ｐモード中に限って、上述したエンジン回転数を上昇させる制御を行う。
これにより、エンジン回転数が抑制されるＥモードにおいては上記制御を行わず、Ｐモードにおいてのみエンジンの最大回転数を上昇させる制御を行うことができる。この結果、Ｅモードにおける燃費優先制御を維持しつつ、操作性を重視したＰモードにおいてエンジン回転数を上昇させることで旋回速度を十分に確保することができる。
【００１３】
第４の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る建設機械のエンジン制御装置であって、制御部は、複数のエンジントルクカーブを有している。
ここでは、制御部が、パワーモードやエコノミーモード等の各モードに加えて、上述したエンジンの回転数を上昇させる制御に対応する複数のエンジントルクカーブを有している。
これにより、上述したエンジンの回転数制御を、パワーモード等と同様に、対応するエンジントルクカーブを設けることだけで容易に実施することができる。よって、各モードの特徴を活かしつつ、エンジンの最大回転数を上昇させて十分な旋回速度を確保することができる。
【００１４】
第５の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、第４の発明に係る建設機械のエンジン制御装置であって、制御部は、旋回操作レバーの操作量に応じて、複数のエンジントルクカーブの中から特定のエンジントルクカーブを選択する。そして、制御部は、上部旋回体を除く他のアクチュエータの操作状況に応じて、エンジントルクカーブのトルク上限値を設定する。
【００１５】
ここでは、複数のエンジントルクカーブを有する制御部において、旋回操作レバーの操作量に応じて対応するエンジントルクカーブを選択するとともに、アーム等のような他のアクチュエータの操作状況に応じて、適宜、吸収トルクの上限値（頭打ちトルク）の設定を行う。
これにより、旋回操作レバーの操作量に応じて十分な旋回速度で旋回させるとともに、吸収トルクの上限値の設定によって燃費の低下を防止することができる。
【００１６】
第６の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る建設機械のエンジン制御装置であって、制御部は、旋回操作レバーの操作量が第１閾値を超えたときにエンジンの回転数制御を行い、第１閾値よりも小さい第２閾値よりも小さくなったときにエンジンの回転数制御を解除する。
ここでは、旋回操作レバーの操作量がそれを超えると上述したエンジンの回転数制御を開始する第１閾値と、操作量がそれ未満になると上述したエンジンの回転数制御を解除する第２閾値とを設定している。
【００１７】
このように、２つの閾値を設定してヒステリシスを設けてエンジンの回転数制御を行うことで、旋回操作レバーの操作量が上下変動した場合でも、制御切換え時におけるショックを低減することができる。
【００１８】
第７の発明に係る建設機械のエンジン制御装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る建設機械のエンジン制御装置であって、油圧ポンプは、上部旋回体を駆動する圧油を供給する旋回独立ポンプである。
ここでは、上部旋回体を旋回させる旋回モータに対して圧油を供給する油圧ポンプとして、旋回モータ用の旋回独立ポンプを搭載した建設機械のエンジン制御を行う。
ここで、旋回独立ポンプは、旋回モータに対して圧油を供給するために設けられた油圧ポンプであって、上部旋回体以外を駆動するためのアクチュエータに対して圧油の供給は行わない。
【００１９】
これにより、エンジン回転数が上昇すると、これに比例するようにエンジンによって駆動される旋回独立ポンプからの吐出量も増大する。よって、上部旋回体を旋回させる旋回モータへ供給される旋回独立ポンプからの圧油量を確実に確保して、エンジンの最大回転数を上昇させる制御時において十分な旋回速度で上部旋回体を旋回させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る建設機械のエンジン制御装置によれば、燃費向上を図りつつ、上部旋回体の旋回速度不足を解消する制御を自動的に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施形態に係る建設機械のエンジン制御装置を搭載した油圧ショベル（建設機械）１について、図１〜図６（ｂ）を用いて説明すれば以下の通りである。
［油圧ショベル１の構成］
本実施形態に係る油圧ショベル１は、図１に示すように、下部走行体２と、上部旋回体３と、作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジン６と、キャブ１０と、エンジン制御装置２０（図２参照）とを備えている。
【００２２】
下部走行体２は、進行方向左右両端部分に巻き掛けられた履帯Ｐを回転させることで、油圧ショベル１を前後進させるとともに、上面側に上部旋回体３を旋回可能な状態で搭載している。
上部旋回体３は、後述する旋回モータ２６（図２参照）の回転駆動力によって下部走行体２側の旋回ベアリングに噛み合ったピニオンギアが回転することで、下部走行体２上において任意の方向に旋回する。そして、上部旋回体３は、図１に示すように、作業機４と、カウンタウェイト５と、エンジン６と、キャブ１０とを上面に搭載している。
【００２３】
作業機４は、ブームと、ブームの先端に取り付けられたアームと、アームの先端に取り付けられたバケットとを含むように構成されており、油圧シリンダによってアームやバケット等を上下に移動させながら、土砂や砂礫等の掘削を行う土木工事の現場において作業を行う。
カウンタウェイト５は、採掘時等において車体のバランスをとるために上部旋回体３の後部に配置された重りであって、内部空間に鉄くずやセメント等が充填されている。
【００２４】
エンジン６は、油圧ショベル１の駆動源であって、上部旋回体３上におけるキャブ１０の後方、かつカウンタウェイト５に対して隣接する位置に配置されており、後述するエンジン制御装置２０によって回転数等が制御される。また、エンジン６は、後述する走行・作業機用可変ポンプ２３（図２参照）と連結されており、エンジン６の回転数の増減によって走行・作業機用可変ポンプ２３からの吐出量が調整される。
【００２５】
キャブ１０は、油圧ショベル１のオペレータが乗降する運転室であって、旋回フレーム３上における作業機４の取り付け部分の側方となる左側前部に配置されている。
エンジン制御装置２０は、上部旋回体３上に載置されたエンジン６の回転数等を制御する制御装置であって、複数のエンジントルクカーブに対応する複数のモードを有している。なお、このエンジン制御装置２０の構成および各モードの内容については、後段にて詳述する。
【００２６】
［エンジン制御装置２０］
本実施形態に係るエンジン制御装置２０は、図２に示すように、エンジン６と、旋回操作レバー１１と、エンジン用コントローラ（制御部）２１と、ポンプ用コントローラ２２と、走行・作業機用可変ポンプ２３と、旋回用固定ポンプ（油圧ポンプ、旋回独立ポンプ）２４と、パイロット用固定ポンプ２５と、旋回モータ２６と、サーボ弁２７と、操作弁２８と、右旋回用パイロット圧力センサ（操作量検出部）２９ａおよび左旋回用パイロット圧力センサ（操作量検出部）２９ｂとを備えている。
【００２７】
エンジン６は、エンジン用コントローラ２１によって回転数等を制御されており、出力軸に対して連結された走行・作業機用可変ポンプ２３、旋回用固定ポンプ２４およびパイロット用固定ポンプ２５を駆動する。すなわち、エンジン６の出力軸が回転することで、走行・作業機用可変ポンプ２３、旋回用固定ポンプ２４およびパイロット用固定ポンプ２５が駆動される。
【００２８】
旋回操作レバー１１は、キャブ１０内における運転席の脇に設置されており、オペレータによって操作された量に応じたパイロット圧（ＰＰＣ圧）が、旋回操作レバー１１が接続されたＰＰＣ弁から操作弁２８のパイロットポートに送られる。このとき、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂでは、上記ＰＰＣ圧が検出され、この検出結果がポンプ用コントローラ２２を介してエンジン用コントローラ２１へと送られる。これにより、旋回操作レバー１１の操作量に応じて、操作弁２８から旋回モータ２６に対する圧油の供給量が調整される。そして、エンジン用コントローラ２１では、旋回操作レバー１１の操作量に基づいて、後述するエンジン回転数制御を行う。
【００２９】
エンジン用コントローラ（制御部）２１は、走行・作業機用可変ポンプ２３等を駆動するエンジン６の回転数が目標回転数になるように、エンジン６の燃料噴射ポンプに付設されたガバナに対して回転指令値を出力する。また、エンジン用コントローラ２１は、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂから旋回操作レバー１１の操作量（ＰＰＣ圧）に対応する電気信号を受信する。そして、受信した旋回操作レバー１１の操作量が所定の閾値を超えているか否かに応じて、上部旋回体３の旋回速度を十分に確保するためにエンジン６の回転数制御を行う。さらに、エンジン用コントローラ２１は、図３に示すように、各エンジントルクカーブに対応する複数の制御モードを有している。なお、上記各制御モードおよびエンジン回転数制御の内容については、後段にて詳述する。
【００３０】
ポンプ用コントローラ２２は、サーボ弁２７と接続されており、走行・作業機用可変ポンプ２３の斜板の傾転角を制御するための制御電流を出力する。また、ポンプ用コントローラ２２は、エンジン用コントローラ２１および左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂと接続されており、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果を、エンジン用コントローラ２１に対して送る。
【００３１】
走行・作業機用可変ポンプ２３は、エンジン６の出力軸に連結された油圧ポンプであって、サーボ弁２７によって斜板の傾転角が調整されながら、下部走行体２の走行モータおよび作業機４の油圧シリンダに対して、それぞれ圧油の供給を行う。
旋回用固定ポンプ（旋回独立ポンプ）２４は、操作弁２８を介して旋回モータ２６に対して圧油を供給するための専用の油圧ポンプであって、エンジン６の出力軸に対して間接的に連結されており、エンジン６の出力軸の回転数の増減に伴って圧油の吐出量が調整される。
【００３２】
パイロット用固定ポンプ２５は、旋回操作レバー１１から操作弁２８に対して付与されるＰＰＣ圧を生成するための油圧ポンプであって、旋回用固定ポンプ２４と同様に、エンジン６の出力軸に対して連結されている。
旋回モータ２６は、上部旋回体３を旋回させる駆動源であって、旋回用固定ポンプ２４から吐出された圧油が操作弁２８を介して供給されると、下部走行体２側の旋回ベアリングに噛み合ったピニオンギアを回転軸とともに回転させる。
【００３３】
サーボ弁２７は、ポンプ用コントローラ２２から出力される制御電流によって駆動され、走行・作業機用可変ポンプ２３の吐出圧および容量と制御電流に対応するポンプの吸収トルクとの関係に応じて、走行・作業機用可変ポンプ２３の斜板の傾転角を制御する。
操作弁２８は、旋回モータ２６に対して圧油を供給するための操作弁であって、旋回操作レバー１１の操作量および操作方向に応じて出力されるＰＰＣ圧が、各操作に対応する所定のパイロットポートに付与される。これにより、オペレータは、旋回操作レバー１１の操作によって、上部旋回体３（旋回モータ２６）を所望の旋回方向へ旋回させることができる。
【００３４】
右旋回用パイロット圧力センサ（操作量検出部）２９ａおよび左旋回用パイロット圧力センサ（操作量検出部）２９ｂは、旋回操作レバー１１、ポンプ用コントローラ２２および操作弁２８に対して接続されており、旋回操作レバー１１の操作量、つまり左右方向における上部旋回体３の旋回速度を検出する。そして、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおいて検出された操作量に相当する電気信号は、ポンプ用コントローラ２２を介してエンジン用コントローラ２１に対して送られる。
【００３５】
＜制御モードの内容＞
本実施形態では、図３に示すように、エンジン用コントローラ２１が、Ａ１モード、Ｅ（エコノミー）モード、Ｐ（パワー）モード（Ｐ１，Ｐ２モード）という４種類のモードを有している。このため、オペレータは、作業性や作業環境等の各種条件に応じて、所望の制御モードに自らの操作で切り換えたり、自動的に切り換えたりして作業を行うことができる。
【００３６】
以下で、各制御モードについて説明する。
Ａ１モードは、走行時の高負荷状態やオーバーヒート状態のように、エンジン６にかかる負荷が一定値以上になった場合にだけ自動的に選択されるモードである。具体的には、高負荷状態となってＡ１モードへ自動的に移行すると、図３に示すように、エンジン回転数に対する吸収トルクは他のモードと比較して最大となるエンジントルクカーブ（図中一点鎖線参照）に基づいて、油圧ショベル１のフル馬力での出力が得られる。
【００３７】
Ｅモードは、Ｐモードよりもエンジン出力が小さく抑えられ、作業性は劣るが燃費がよいモードである。具体的には、Ｅモードが選択されると、図３に示すように、エンジン６の最大回転数が抑制され、エンジン回転数に対する吸収トルクの上限値も低く設定されたエンジントルクカーブ（図中二点鎖線参照）に基づいて制御が行われる。
Ｐ１モードは、Ｐモードの一種であって、エンジン出力がエコノミーモードよりも大きく、燃費よりも作業性を重視する場合に選択される一般的なパワーモードである。具体的には、Ｐ１モードが選択されると、図３に示すように、Ｅモードと比較して、エンジン６の最大回転数が上昇し、かつエンジン回転数に対する吸収トルクの上限値も上昇したエンジントルクカーブ（図中丸印グラフ参照）に基づいて制御が行われる。より詳細には、図４（ａ）に示すように、エンジン回転数８００ｒｐｍでの吸収トルク２０ｋｇ・ｍ、エンジン回転数１５３０ｒｐｍでの吸収トルク２６．２ｋｇ・ｍ、エンジン回転数１８５０ｒｐｍでの吸収トルク２３．３ｋｇ・ｍ、エンジン回転数１９５０ｒｐｍでの吸収トルク１５．１５ｋｇ・ｍ、そしてエンジン最大回転数が１９５０ｒｐｍに設定されたエンジントルクカーブとなる。
【００３８】
Ｐ２モードは、Ｐモードの一種であって、所定の条件を満たすことによって、上記Ｐ１モードに対応するエンジントルクカーブ（図中丸印グラフ参照）においてエンジン回転数の最大値をＰ１モードよりも上昇させる方向へ自動的に移行させるモードである。具体的には、所定の条件を満たしてＰ２モードへ移行すると、図３および図４（ｂ）に示すように、Ｐ１モードにおけるエンジン最大回転数を、１９５０ｒｐｍから２０５０ｒｐｍへと上昇させるように、エンジントルクカーブが二手に分かれる。このため、図３に示すように、エンジン最大回転数の上昇により、エンジン最大回転数定常旋回時の吸収トルク７．０ｋｇ・ｍを確保することができる。よって、エンジン６の出力に応じて駆動される旋回用固定ポンプ２４から旋回モータ２６に対して吐出される圧油の量を十分に確保して、所望の旋回速度で上部旋回体３を旋回させることができる。より詳細には、図４（ｂ）に示すように、エンジン回転数１９５０ｒｐｍまでは上記Ｐ１モードと同じ吸収トルクの値であり、エンジン回転数１９５０ｒｐｍを超えるところから分かれて、エンジン最大回転数が２０５０ｒｐｍに設定されたエンジントルクカーブ（図中三角印グラフ参照）となる。
【００３９】
＜エンジン回転数制御の内容＞
本実施形態では、旋回操作レバー１１を所定量以上操作する等の所定の条件を満たすと、エンジン用コントローラ２１が、図５に示す制御ロジックに従ってエンジントルクカーブを選択し、吸収トルクの上限値（頭打ちトルク）を設定する。
ここで、上記所定の条件とは、上述した各制御モードのうち通常のＰモード（Ｐ１モード）が選択されていること、および旋回操作レバー１１の操作量が所定量以上になったこと、という２つの条件を満たした場合をいう。
【００４０】
具体的には、図５に示す制御ロジックに従って、まず、Ｐ１モード中である場合において、オーバーヒート第２設定がＯＮであるか否かを判定する。
ここで、オーバーヒート第２設定がＯＮである場合には、エンジン用コントローラ２１からエンジン６に対してローアイドル指令を出力するとともに、キャブ１０内に設置されたモニタにコーションランプを点灯させ、警報を鳴動させるオーバーヒート時モードへ移行する。
【００４１】
一方、オーバーヒート第２設定がＯＦＦである場合には、オーバーヒート第１設定がＯＮであるか否か、かつオーバーヒート９９℃設定がＯＮであるか否かを判定する。
ここで、双方ともＯＮである場合には、Ａ１モードのエンジントルクカーブが選択され、エンジン回転数に対する吸収トルクのマッチング点（頭打ちトルク）が設定される。
次に、上記いずれの条件も満たしていない場合には、左右旋回パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果に基づいて、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すグラフによって、旋回操作レバー１１の操作量がどの程度かに応じて、適切なエンジントルクカーブを選択するように制御される。
【００４２】
具体的には、図６（ａ）に示すグラフでは、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果が５ｋｇ／ｃｍ2に達しているか否かに応じて、ＯＮ状態へ移行するか否かの判定を行う。また、ＯＮ状態へ移行した後、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおいて検出されたＰＰＣ圧が低下してきて３ｋｇ／ｃｍ2以下になると、ＯＦＦ状態へ復帰する。すなわち、図６（ａ）に示すグラフを用いた判定（１）は、判定を行うための閾値を５ｋｇ／ｃｍ2に設定し、旋回操作レバー１１が操作されて、上部旋回体３が旋回しているか否かを確認するための判定である。
【００４３】
一方、図６（ｂ）に示すグラフでは、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果が２３ｋｇ／ｃｍ2に達しているか否かに応じて、ＯＮ状態へ移行するか否かの判定を行う。また、ＯＮ状態へ移行した後、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおいて検出されたＰＰＣ圧力が低下してきて３ｋｇ／ｃｍ２以下になると、ＯＦＦ状態へ復帰する。すなわち、図６（ｂ）に示すグラフを用いた判定（２）は、判定を行うための閾値を２３ｋｇ／ｃｍ2に設定し、旋回操作レバー１１が所定量（ここでは、約７０％）以上操作されて、上部旋回体３が旋回しているか否かを確認するための判定である。
【００４４】
このように、判定（１），（２）における閾値をそれぞれ大小２つずつ設定し、ヒステリシス特性を持たせて、ＯＦＦからＯＮへの切り換え、ＯＮからＯＦＦへの切り換え制御を行うことで、制御切り換え時における車体のショックを低減することができる。
本実施形態では、閾値（２３ｋｇ／ｃｍ2）が大きい方の図６（ｂ）に示すグラフに対応する判定（２）が先に実施される。
【００４５】
ここで、判定（２）において、検出されたＰＰＣ圧が所定の閾値（２３ｋｇ／ｃｍ2）を超えている場合、つまり旋回操作レバー１１の操作量が所定量以上である場合には、ＯＮ状態となり、図５に示すように、エンジン６の最大回転数が大きくなるＰ２モードが選択される。そして、作業機４（アーム、ブーム等）の作業状況を確認しながら、適宜、Ｐ２モードに対応するエンジントルクカーブにおける頭打ちトルク（吸収トルクの上限値）が設定される。これにより、オペレータによって旋回操作レバー１１が所定量以上大きく操作されている場合であって、比較的エンジン６へかかる負荷が軽い状況では、Ｐ２モードへ移行することができる。この結果、エンジン６の最大回転数の値が１９５０ｒｐｍから２０５０ｒｐｍへと変更されるため、旋回モータ２６へ供給される圧油の量を十分に確保して、旋回速度を十分に確保することができる。
【００４６】
次に、旋回（２）の判定ではＯＦＦ状態であった場合には、図６（ａ）に示すグラフを用いて判定（１）が行われる。
ここで、判定（１）において、検出されたＰＰＣ圧が所定の閾値（５ｋｇ／ｃｍ2）を超えている場合にはＯＮ状態となり、図５に示すように、通常のパワーモード（Ｐ１モード）のまま維持される。そして、作業機４（アーム、ブーム等）の作業状況を確認しながら、適宜、Ｐ１モードに対応するエンジントルクカーブにおける頭打ちトルク（吸収トルクの上限値）が設定される。
【００４７】
最後に、上記判定（１），（２）において双方がＯＦＦ状態のままであった場合には、図５に示すように、上部旋回体３の旋回なしと判断し、作業機４（アームやブーム等）の操作状況に応じて、適宜、Ｐ１モードのまま維持される。ここで、油圧ショベル１が走行中であってメインポンプ（走行・作業機用可変ポンプ２３）の圧力センサが所定値以上となる走行中高負荷状態の場合には、Ａ１モードが選択され、フル馬力での制御へ移行する。
【００４８】
［本エンジン制御装置２０の特徴］
（１）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、上部旋回体３を搭載した油圧ショベル１のエンジン６の回転数制御を実施するために、図２および図３に示すように、エンジン用コントローラ２１が、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果に基づいて、旋回操作レバー１１の操作量を確認する。そして、この検出結果が所定の閾値を超える場合には、エンジン６の最大回転数を上昇させる制御を行う。
【００４９】
これにより、オペレータが旋回操作レバー１１を所定量以上大きく操作して上部旋回体３を早く旋回させたいという意思表示がなされた場合には、旋回モータ２６に対して圧油を供給する旋回用固定ポンプ２４を駆動するエンジン６の回転数の上限を上昇させることで、旋回モータ３６へ十分な量の圧油を供給することができる。この結果、適切なタイミングで短時間だけエンジン６の最大回転数を上昇させることで、燃費の低下を回避しつつ、上部旋回体３をオペレータの意思に応えるように高速で旋回させることができる。
【００５０】
（２）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、上述したエンジン回転数制御を実施するために、図３に示すように、Ｐ１モードおよびＰ２モードを含む複数のエンジントルクカーブを有している。そして、Ｐ２モードは、所定の回転数を超えるとエンジンの最大回転数を上昇させる側へ分かれるエンジントルクカーブを有している。エンジン制御装置２０は、図２に示すように、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果に基づいて、旋回操作レバー１１の操作量を確認する。そして、この検出結果が所定の閾値を超える場合には、エンジン６の最大回転数を上昇させる側のＰ２モードを選択する制御を行う。
【００５１】
これにより、オペレータが旋回操作レバー１１を所定量以上大きく操作して上部旋回体３を早く旋回させたいという意思表示がなされた場合には、旋回モータ２６に対して圧油を供給する旋回用固定ポンプ２４を駆動するエンジン６の回転数の上限を上昇させるエンジントルクカーブが選択されることで、旋回モータ３６へ十分な量の圧油を供給することができる。この結果、適切なタイミングで短時間だけエンジン６の最大回転数を上昇させることで、燃費の低下を回避しつつ、上部旋回体３をオペレータの意思に応えるように高速で旋回させることができる。
【００５２】
（３）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、図３に示すように、作業性よりも燃費を重視したＥモードと、燃費よりも作業性を重視したＰモード（Ｐ１，Ｐ２モード）とを有している。
これにより、複数の制御モードを有するエンジン制御において、例えば、Ｐモード中においてのみ、上述したエンジン回転数制御を行うことができる。よって、燃費重視のＥモード中に燃費が低下する制御が実施されることを回避しつつ、作業性が要求されているＰモードにおいてのみ上部旋回体３を高速で旋回させることができる。
【００５３】
（４）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、図３に示すように、各モードに対応する複数のエンジントルクカーブを有している。
これにより、上述したエンジン回転数制御を行う際には、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおける検出結果に基づいて、エンジン６の最大回転数を上昇させる側のエンジントルクカーブを選択するだけでよい。よって、エンジン回転数制御時における制御を容易化することができる。
【００５４】
（５）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、図５に示すように、旋回操作レバー１１の操作量に応じてＰ１モードあるいはＰ２モードを選択した後、作業機４等の他のアクチュエータの操作状況に応じて吸収トルクの上限値（頭打ちトルク）を設定する。
【００５５】
これにより、吸収トルクに上限値を設定することで燃費が低下することを回避するとともに、上部旋回体３の旋回速度を十分確保することができる。
（６）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、図６（ｂ）に示すように、上述したエンジン回転数制御を実施する際には、大小２つの閾値（３ｋｇ／ｃｍ2および２３ｋｇ／ｃｍ2）を設定して、ＯＮ／ＯＦＦの判定を行う。
【００５６】
これにより、エンジン回転数制御を開始する際と解除する際とにおいて、ヒステリシス特性を持たせて制御の切り換えを行うことで、制御の切り換え時における車体へ付与されるショックを低減することができる。
（７）
本実施形態の油圧ショベル１のエンジン制御装置２０では、図２に示すように、上部旋回体３を旋回させる旋回モータ２６に対して圧油を供給する油圧ポンプとして、旋回用固定ポンプ２４を用いている。
【００５７】
これにより、比較的小型の油圧ショベル１に搭載される旋回用固定ポンプ２４はエンジン６の回転数に応じて駆動されることから、自身での吐出量調整はできない。しかし、上述したエンジン回転数制御の実施によってエンジン６の最大回転数が上昇することで、旋回用固定ポンプ２４からの吐出量を増加させることができる。よって、所定の条件を満たす場合には、旋回モータ２６へ供給される圧油の量を増加させて、上部旋回体３を十分な旋回速度で旋回させることができる。
【００５８】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、旋回操作レバー１１の操作量に応じてＰＰＣ弁から出力される圧油のＰＰＣ圧を、左右旋回用パイロット圧力センサ２９ａ，２９ｂにおいて検出することで、旋回操作レバー１１の操作量を間接的に検出する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５９】
例えば、旋回操作レバー１１の操作量を直接検出するレバー操作量検出部を、別途設けてもよい。
この場合でも、レバー操作量検出部における検出結果に応じて上述したエンジン回転数制御を行うことで、軽負荷状態における旋回速度を十分に確保することができる。
（Ｂ）
上記実施形態では、制御部が、Ａ１モード、Ｅモード、Ｐ１，Ｐ２モードという４つのモードを有する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、エンジン制御用ソフトウェアの内容を変更することで、３つ以下、あるいは５つ以上のモードを切り換えながら制御を行うエンジン制御装置であってもよい。
（Ｃ）
上記実施形態では、エンジン６の制御を行うエンジン用コントローラ２１と、走行・作業機用可変ポンプ２３の制御を行うポンプ用コントローラ２２とを、別々に設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６１】
例えば、１つのコントローラにおいて、エンジンおよび油圧ポンプの双方を制御するような構成であってもよい。
（Ｄ）
上記実施形態では、旋回操作レバーの操作量が約７０％に相当するＰＰＣ圧２３ｋｇ／ｃｍ2を制御開始の判定を行う閾値として、上述したエンジン回転数制御を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】
エンジン回転数制御を行う閾値となる旋回操作レバーの操作量に相当するＰＰＣ圧としては、２３ｋｇ／ｃｍ2に限らず、例えば、２５ｋｇ／ｃｍ2以上あるいは２０ｋｇ／ｃｍ2未満の値に設定されていてもよい。
ただし、上述したエンジン回転数制御の目的が、上部旋回体の旋回速度を十分に確保するという意味では、旋回操作レバーを相当な操作量以上で操作していることを条件とするべきであるから、上記閾値としては少なくとも操作量が６０％以上に相当するＰＰＣ圧に設定されていることが好ましい。
【００６３】
また、オペレータの好みに応じて、上記閾値の大きさを調整することで、より操作性に優れた建設機械を提供することができる。
（Ｅ）
上記実施形態では、本発明に係るエンジン制御装置２０が搭載された建設機械として、油圧ショベル１を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、クローラクレーンやトラッククレーン等のように、上部旋回体を備えた建設機械であれば、同様に本発明の適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の建設機械のエンジン制御装置は、燃費向上を図りつつ、上部旋回体の旋回速度不足を解消する制御を自動的に実施することができるという効果を奏することから、上部旋回体を含む各種建設機械に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る建設機械のエンジン制御装置を搭載した油圧ショベルの構成を示す側面図。
【図２】図１の油圧ショベルに搭載されたエンジン制御装置を含む油圧回路の構成を示す回路図。
【図３】図２のエンジン制御装置が有する複数のエンジントルクカーブを示すグラフ。
【図４】（ａ），（ｂ）は、Ｐ１モードおよびＰ２モードにおけるエンジントルクカーブを形成する各点の値を示す図。
【図５】図２のエンジン制御装置による制御ロジックの一例を示す説明図。
【図６】（ａ），（ｂ）は、旋回圧力センサにおける検出結果に基づくエンジン回転数制御を行うか否かの基準を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６７】
１      油圧ショベル（建設機械）
２      下部走行体
３      上部旋回体
４      作業機
５      カウンタウェイト
６      エンジン
１０      キャブ
１１      旋回操作レバー
２０      エンジン制御装置
２１      エンジン用コントローラ（制御部）
２２      ポンプ用コントローラ
２３      走行・作業機用可変ポンプ
２４      旋回用固定ポンプ（油圧ポンプ、旋回独立ポンプ）
２５      パイロット用固定ポンプ
２６      旋回モータ
２７      サーボ弁
２８      操作弁
２９ａ    右旋回用パイロット圧力センサ（操作量検出部）
２９ｂ    左旋回用パイロット圧力センサ（操作量検出部）
【図１】
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【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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