(57)【要約】【課題】作業性能や走行性能を確保しつつ、作業及び走行の複合動作時においてエンジン騒音を抑えるとともに低燃費を実現する、作業車両のエンジン制御装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン３４と、走行装置１と、作業装置２と、を備える作業車両を制御するエンジン制御装置５０において、オペレータの指示に基づいてディーゼルエンジン３４の目標回転数を設定するコントローラ３５と、作業装置２が走行状態を検出する走行状態検出手段である圧力スイッチ３７と、作業装置２が作業状態を検出する作業状態検出手段である圧力スイッチ３０と、備え、コントローラ３５は、圧力スイッチ３７及び圧力スイッチ３０により走行装置１の走行と作業装置２による作業を合わせて行う複合動作時であると判断した場合に、ディーゼルエンジン３４の回転数を一定とするアイソクロナス制御を行う。【選択図】図３
2016138507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンの動力を受けて走行する走行装置と、
前記エンジンの動力を受けて駆動する作業装置と、を備える作業車両を制御するエンジン制御装置において、
オペレータの指示に基づいて前記エンジンの目標回転数を設定するコントローラと、
前記作業装置が走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記作業装置が作業状態を検出する作業状態検出手段と、備え、
前記コントローラは、
前記走行状態検出手段及び前記作業状態検出手段により前記走行装置の走行と前記作業装置による作業を合わせて行う複合動作時であると判断した場合に、前記エンジンの回転数を一定とするアイソクロナス制御を行うことを特徴とする、作業車両のエンジン制御装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、
前記エンジンの負荷を検出し、負荷が無い場合には、前記エンジンの無負荷最低回転数にする手段を更に備えることを特徴とする、作業車両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、作業車両のエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体の走行を検出して、エンジンの制御(ドループ/アイソクロナス制御)を切替えるエンジン制御装置を備えた走行式作業機械が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１においては、オペレータの指示に基づいて目標回転数を設定する第１エンジン制御手段と、前記目標回転数に基づいて燃料噴射量を制御し、前記エンジンの回転数を制御する第２エンジン制御手段と、前記車体の走行を検出する走行検出手段とを備え、第１エンジン制御手段は、走行検出手段の検出結果に基づいて車体の非走行時かどうかを判断し、前記第２エンジン制御手段に対して、車体の非走行時はエンジン回転特性がアイソクロナス特性となるように指示し、車体の走行時はエンジン回転特性がドループ特性となるように指示し、燃料噴射量の制御特性を切り換えることで、作業機械の走行状態や作業状態に応じたエンジン回転数を実現しようとしている。
【０００４】
【特許文献１】特許第４４３７７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、掘削・旋回等の作業中に走行操作が必要な場合、エンジン制御がドループ制御になるため、作業負荷によってエンジン回転数が変動し、掘削・旋回の動作速度や走行速度が変化することで操作性が低下することが考えられる。さらに。このような作業及び走行の複合動作時はドループ制御である為、軽負荷時には、エンジン回転速度が上昇し、エンジン騒音の増加や燃費が悪化する。
【０００６】
上記課題の対策を行うために（例えば、エンジン回転数の変動による車体のショックを低減させるために）、特許文献１に記載の技術では、作業及び走行の複合動作時にドループ制御／アイソクロナス制御の切替を徐々に変化させている。しかし、この場合、作業及び走行の複合動作の複合度合を指示する手段として、各種センサや該各種センサを制御するためのコントローラ等が必要であり、コストアップにつながる。
【０００７】
本発明は、作業性能や走行性能を確保しつつ、作業及び走行の複合動作時においてエンジン騒音を抑えるとともに低燃費を実現する、作業車両のエンジン制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１に係る発明は、
エンジンと、
前記エンジンの動力を受けて走行する走行装置と、
前記エンジンの動力を受けて駆動する作業装置と、を備える作業車両を制御するエンジン制御装置において、
オペレータの指示に基づいて前記エンジンの目標回転数を設定するコントローラと、
前記作業装置が走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記作業装置が作業状態を検出する作業状態検出手段と、備え、
前記コントローラは、
前記走行状態検出手段及び前記作業状態検出手段により前記走行装置の走行と前記作業装置による作業を合わせて行う複合動作時であると判断した場合に、前記エンジンの回転数を一定とするアイソクロナス制御を行う、としたものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の作業車両のエンジン制御装置において、前記エンジンの負荷を検出し、負荷が無い場合には、前記エンジンの無負荷最低回転数にする手段を更に備える、としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
本発明によれば、作業性能や走行性能を確保しつつ、作業及び走行の複合動作時においてエンジン騒音を抑えるとともに低燃費を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置が搭載された旋回作業車の全体構成を示す図。
【図２】ディーゼルエンジンの性能曲線図。
【図３】エンジン制御装置の構成を示す図。
【図４】エンジン制御装置の制御フローを示す図。
【図５】本実施形態に係るアイソクロナス制御及びドループ制御を行う場合の制御態様を示す性能曲線図。
【図６】（ａ）作業状態においてアイソクロナス制御を行なう場合の制御態様を示す性能曲線図、（ｂ）走行状態においてドループ制御を行なう場合の制御態様を示す性能曲線図。
【図７】作業及び走行の複合動作状態においてアイソクロナス制御を行なう場合の制御態様を示す性能曲線図。
【図８】ドループ制御時における等燃費線の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置５０が搭載された作業車両である旋回作業車１００の全体構成について説明する。但し、エンジン制御装置５０は、旋回作業車１００だけでなく、農業作業車やその他の作業車両に搭載することも可能である。
【００１５】
図１に示すように、旋回作業車１００は、主に走行装置１と、作業装置２と、該作業装置２が有する旋回装置３と、から構成される。
【００１６】
走行装置１は、ディーゼルエンジン３４の動力を受けて駆動し、旋回作業車１００を走行させるものである。走行装置１は、左右一対のクローラ１１・１１や油圧モータ１２・１２等から構成され、該油圧モータ１２・１２が左右のクローラ１１・１１を駆動することによって旋回作業車１００の前後進を可能としている。また、油圧モータ１２・１２が左右のクローラ１１・１１を独立して駆動することによって旋回作業車１００の旋回を可能としている。
【００１７】
作業装置２は、ディーゼルエンジン３４の動力を受けて駆動し、土砂等の掘削作業を行なうものである。作業装置２は、ブーム２１やアーム２２、バケット２３等から構成され、これらを独立して駆動することによって掘削作業を可能としている。
【００１８】
具体的に説明すると、ブーム２１は、その一端部が旋回装置３の前部に支持されて、伸縮自在に可動するブームシリンダ２１ａによって回動される。また、アーム２２は、その一端部がブーム２１の他端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ２２ａによって回動される。そして、バケット２３は、その一端部がアーム２２の他端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ２３ａによって回動される。つまり、作業装置２は、バケット２３を用いて土砂等の掘削を行なう多関節構造を構成している。
【００１９】
なお、本旋回作業車１００は、バケット２３を取り付けて掘削作業を行なう仕様としているが、例えば油圧ブレーカーを取り付けて破砕作業を行なう仕様であっても良く、これに限定するものではない。
【００２０】
また、作業装置２は、旋回装置３を備える。旋回装置３は、作業装置２を旋回させるものである。旋回装置３は、旋回台３１や該旋回台３１を旋回させるための油圧モータ３２等から構成され、該油圧モータ３２が旋回台３１を駆動することによって作業装置２を旋回させる。また、旋回装置３には、操縦部３３、ディーゼルエンジン３４、該ディーゼルエンジン３４を制御するエンジン制御装置５０が配置されている。作業装置２及び旋回装置３は、ディーゼルエンジン３４により駆動される油圧ポンプからの圧油によって駆動される。
【００２１】
また、ブーム２１を駆動するブームシリンダ２１ａ、アーム２２を駆動するアームシリンダ２２ａ、バケット２３を駆動するバケットシリンダ２３ａ、旋回台３１を旋回させる油圧モータ３２は、掘削や旋回に係わる掘削・旋回用油圧アクチュエータである。掘削・旋回用油圧アクチュエータには、作業用（掘削・旋回用）の操作具３３２ｂを操作することで圧油が流入され、作業装置２や旋回装置３が動作し、掘削・旋回作業が行われる。
なお、本実施形態における作業状態とは、作業装置２による作業以外にも、旋回装置３による旋回動作を含むものである。
【００２２】
具体的に説明すると、操縦部３３には、操縦席３３１、操作具３３２（走行用の操作具３３２ａ、作業用の操作具３３２ｂ）やコントロールパネル等が備えられており、オペレータは、操縦席３３１に着座して操作具３３２やコントロールパネル等を操作することによってディーゼルエンジン３４の制御を行なう。更に、オペレータは、操作具３３２等を操作することによって各油圧モータ１２・３２の制御を行なう。また、オペレータは、コントロールパネルに配置されたアクセルダイヤル３６（図３参照）を操作することによってディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎを設定する。このとき、詳細は後述するが、アクセルダイヤル３６で指示された目標エンジン回転数（単に、アクセル指示回転数ともいう）がディーゼルエンジン３４の目標エンジン回転数としてコントローラ３５へ指示される。こうして、オペレータは、旋回作業車１００の操縦を行なうのである。クローラ１１を駆動する油圧モータ１２には、第１走行状態検出手段として、圧力スイッチ３７が配置されている。該圧力スイッチ３７は、油圧モータ１２における油圧回路の走行モータ駆動油路に配置され、オペレータにより走行操作されたことを検出することが可能である。
なお、走行状態検出手段の構成、及び走行状態検出手段の配置位置は限定するものではなく、車軸の回転を回転センサで検知してもよい。
【００２３】
なお、アクセルダイヤル３６とディーゼルエンジン３４は、コントローラ３５を介して電気的に接続されており、コントローラ３５は、アクセルダイヤル３６からの電気信号に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。すなわち、コントローラ３５は、ディーゼルエンジン３４の出力を制御する装置である。つまり、コントローラ３５は、オペレータによるアクセルダイヤル３６の操作に基づいてディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎの制御を行なうのである。
【００２４】
上述した掘削・旋回用油圧アクチュエータを駆動するため油圧経路には、作業状態検出手段として、圧力スイッチ３０が配置されている。該圧力スイッチ３０は、オペレータにより作業装置２や旋回装置３による作業操作が行われているかどうかを検出することが可能である。
なお、本実施形態では、旋回作業車１００が作業状態であるかどうかを検出する作業状態検出手段として、圧力スイッチ３０を用いた構成について、具体的に説明するが、特に限定するものではない。例えば、圧力スイッチ３０の代わりに、作業装置２や旋回装置３を操作する操作具３３２ｂ等の操作位置が作業状態であるかどうかを検出する変位センサ等の作業状態検出手段であってもよい。また、作業状態検出手段の構成、及び作業状態検出手段の配置位置は限定するものではない。
【００２５】
なお、操作具３３２とディーゼルエンジン３４は、コントローラ３５を介して電気的に接続されており、コントローラ３５は、操作具３３２からの電気信号に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。すなわち、コントローラ３５は、ディーゼルエンジン３４の出力を制御する装置である。つまり、コントローラ３５は、オペレータによる操作具３３２の操作に基づいてディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎの制御を行なうのである。
【００２６】
以上が旋回作業車１００の全体構成であるが、以下にディーゼルエンジン３４の制御態様について説明する。
【００２７】
まず、図２を用いて、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数ＮとエンジントルクＴとの関係を示した性能曲線図について説明する。
【００２８】
図２に示すように、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎは、ローアイドルエンジン回転数Ｎｍｉｎからハイアイドルエンジン回転数Ｎｍａｘまで任意に変更可能とされる。そして、ディーゼルエンジン３４は、エンジン回転数Ｎ毎に設定された最高トルク点を結んで成るトルクカーブＴｃｕｒｖｅに囲まれた範囲内で自在に運転可能とされる。
【００２９】
なお、ディーゼルエンジン３４のエンジントルクＴは、エンジン回転数Ｎｍにおける最高トルク点で最大となる（最大トルク点Ｔｍ）。換言すると、ディーゼルエンジン３４は、エンジン回転数Ｎｍにおける最高トルク点Ｔｍで最大エンジントルクＴｍａｘとなるようにトルクカーブＴｃｕｒｖｅが形成されているのである。
【００３０】
また、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数ＮとエンジントルクＴとの関数であるエンジン出力は、エンジン回転数Ｎｅにおける最高トルク点（エンジントルクＴｅ）で最大となる。換言すると、ディーゼルエンジン３４は、エンジン回転数Ｎｅにおける最高トルク点（エンジントルクＴｅ）で最大エンジン出力となるようにトルクカーブＴｃｕｒｖｅが形成されているのである。
【００３１】
更に、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎは、該ディーゼルエンジン３４に負荷が掛かっていないときにおける最高エンジン回転数Ｎｈでハイアイドルエンジン回転数Ｎｍａｘとなる。換言すると、ディーゼルエンジン３４は、該ディーゼルエンジン３４に負荷が掛かっていないときにおける最高エンジン回転数Ｎｈがハイアイドルエンジン回転数ＮｍａｘとなるようにトルクカーブＴｃｕｒｖｅが形成されているのである。
【００３２】
次に、図２を用いて、ドループ制御を行なった場合の制御態様ならびにアイソクロナス制御を行なった場合の制御態様について説明する。
【００３３】
アイソクロナス制御は、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷の増減に関わらずエンジン回転数Ｎを一定とする制御パターンである。ここで、ディーゼルエンジン３４がエンジン回転数ＮｘにおけるエンジントルクＴｘで運転している場合（図中Ｘ１点参照。）を想定すると、エンジン制御装置５０は、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷が増加したときには該ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎｘを一定に維持しつつ、エンジントルクＴを増大させる（図中Ｘａ２点参照。）。
【００３４】
また、エンジン制御装置５０は、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷が低減したときには該ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎｘを一定に維持しつつ、エンジントルクＴを減少させる（図中Ｘａ３点参照。）。
【００３５】
このようにアイソクロナス制御においては、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷の増減に関わらずエンジン回転数Ｎを一定とすることができるため、該ディーゼルエンジン３４の動力を走行装置１等に安定して伝達することが可能となる。
【００３６】
一方、ドループ制御は、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷の増減に応じてエンジン回転数Ｎを変化させる制御パターンである。ここで、ディーゼルエンジン３４がエンジン回転数ＮｘにおけるエンジントルクＴｘで運転している場合（図中Ｘ１点参照。）を想定すると、コントローラ３５は、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷が増加したときには該ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎを漸減させつつ、エンジントルクＴを増大させる（図中Ｘｄ２点参照。）。
【００３７】
また、コントローラ３５は、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷が低減したときには該ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎを漸増させつつ、エンジントルクＴを減少させる（図中Ｘｄ３点参照。）。
【００３８】
このようにドループ制御においては、ディーゼルエンジン３４に掛かる負荷の増減に応じてエンジン回転数Ｎが変化する。
【００３９】
以上がディーゼルエンジン３４の制御パターンとして、ドループ制御ならびにアイソクロナス制御を行なった場合の制御態様であるが、次に、図３を用いて、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎを制御するエンジン制御装置５０の構成について説明する。
【００４０】
図３に示すように、エンジン制御装置５０は、コントローラ３５と、アクセルダイヤル３６と、走行状態検出手段である圧力スイッチ３７と、作業状態検出手段である圧力スイッチ３０と、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎを制御するための切替手段である切替リレー３８と、から主に構成されている。コントローラ３５には、直流電源であるバッテリ３９が接続され、該バッテリ３９からヒューズ４０を介してコントローラ３５や切替リレー３８等に電力が供給される。
【００４１】
コントローラ３５は、オペレータの指示に基づいてディーゼルエンジン３４の目標回転数（目標エンジン回転数）を設定するものである。コントローラ３５は、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎの制御やその他種々の制御を行うためのものであり、主として中央処理装置（ＣＰＵ）２６、記憶手段（ＲＡＭ、ＲＯＭ）２７、及び選択手段２８等により構成される。コントローラ３５は、アクセルダイヤル３６、走行状態検出手段である圧力スイッチ３７、作業状態検出手段である圧力スイッチ３０、及び切替リレー３８等と電気的に接続されている。コントローラ３５は、アクセルダイヤル３６、圧力スイッチ３０、圧力スイッチ３７等から入力された電気信号に基づいて制御信号を作成する。切替リレー３８は、ディーゼルエンジン３４が有するエンジン回転数制御部であるアクチュエータ３４ａに電気的に接続されている。アクチュエータ３４ａは、前記切替リレー３８により入り切りされるアクチュエータであり、該アクチュエータによりディーゼルエンジン３４の燃料噴射量や噴射時期が変更されることでエンジン回転数Ｎが制御される。このようにして、コントローラ３５は、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。
【００４２】
記憶手段（ＲＡＭ、ＲＯＭ）２７には、オペレータの要求に応じてディーゼルエンジン３４の制御を行なうべく、アイソクロナス制御における制御パターンやドループ制御における制御パターンが複数記憶されている。そして、コントローラ３５が有する選択手段２８は、これらの制御パターンのうちから作業内容や走行状態等に応じて最適な制御パターンを選択し、選択した制御パターンに基づいて制御信号を作成してディーゼルエンジン３４に出力する。また、コントローラ３５は、後述する制御フローに従って、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎの制御を行うとともに、所定のエンジン回転数Ｎにおいて、アイソクロナス制御の制御パターンやドループ制御における制御パターンに基づいてディーゼルエンジン３４の制御を行う。こうすることで、コントローラ３５は、オペレータが要求するディーゼルエンジン３４の運転を実現するのである。
【００４３】
アクセルダイヤル３６は、コントローラ３５へディーゼルエンジン３４の目標エンジン回転数を指示する指示装置である。アクセルダイヤル３６は、オペレータがダイヤルを手で回動して目標エンジン回転数を設定可能であり、ディーゼルエンジン３４の目標エンジン回転数を操作調節するためのダイヤル式（回転式）のスイッチである。すなわち、アクセルダイヤル３６は、ディーゼルエンジン３４のエンジン回転数Ｎの目標値（最大出力の大きさ）を作業内容等に応じた大きさに設定するためのものである。アクセルダイヤル３６により設定されたダイヤルの位置（所定角度位置）は、コントローラ３５へ電気信号として出力される。オペレータがアクセルダイヤル３６により所望のエンジン回転数Ｎとなるように操作した場合、コントローラ３５により、旋回作業車１００の走行状態や作業状態に応じた出力が得られるように、エンジン回転数Ｎが設定される。例えば、オペレータによってアクセルダイヤル３６が操作されると、操作内容（オペレータに設定された目標エンジン回転数）がコントローラ３５に指示され、該コントローラ３５が後述する制御フローに従い、該制御フローに基づいた制御信号がディーゼルエンジン３４へ伝達され、ディーゼルエンジン３４の出力が制御される。
【００４４】
なお、アクセルダイヤル３６は、オペレータが操縦席３３１に着座した状態で操作することができるよう、操縦部３３に設けられたコントロールパネルに配置されている。
【００４５】
走行状態検出手段である圧力スイッチ３７は、走行装置１の油圧モータ１２に配置され、走行装置１の走行状態を検出するものである。本実施形態において圧力スイッチ３７は、油圧モータ１２の駆動状態を把握することによって走行装置１の走行状態を検出する。
なお、走行状態検出手段としては、圧力スイッチ３７の代わりに、ロータリーポテンショメータ等で構成され、走行用の操作具３３２ａの操作位置を把握することによって走行装置１の駆動状態を検出するポジションセンサであってもよく、本実施形態に特に限定するものではない。
【００４６】
作業状態検出手段である圧力スイッチ３０は、上述した掘削・旋回用油圧アクチュエータを駆動するために所定の油圧経路に配置され、作業装置２の作業状態を検出するものである。圧力スイッチ３０は、掘削・旋回用油圧アクチュエータの駆動状態を把握することによって作業装置２が作業状態かどうかを検出する。コントローラ３５は、作業状態検出手段である圧力スイッチ３０により旋回作業車１００が作業状態であるかどうかを判断する。
【００４７】
切替リレー３８は、ディーゼルエンジン３４が有するエンジン回転数制御部であるアクチュエータ３４ａに電気的に接続されている。切替リレー３８は、コントローラ３５から出力される制御信号に応じて、エンジン回転数Ｎの最高回転数を制御するために用いられる。コントローラ３５は、切替リレー３８により、ディーゼルエンジン３４が有するアクチュエータ３４ａを駆動して、ディーゼルエンジン３４の燃料噴射量や噴射時期を制御し、旋回作業車１００の作業状態や走行状態に応じてエンジン回転数Ｎの最高回転数を制御する。
【００４８】
以上がディーゼルエンジン３４を制御するエンジン制御装置５０の構成である。次に、図４を用いて、エンジン制御装置５０の制御フローについて説明する。また、図５は、本実施形態に係るアイソクロナス制御及びドループ制御を行う場合の制御態様を示す性能曲線図である。図６（ａ）は、作業状態においてアイソクロナス制御を行なう場合の制御態様を示す性能曲線図である。図６（ｂ）は、走行状態においてドループ制御を行なう場合の制御態様を示す性能曲線図である。図７は、複合動作状態（作業＋走行）においてアイソクロナス制御を行なう場合の制御態様を示す性能曲線図である。
【００４９】
まず、ステップＳ１０１においてコントローラ３５は、該コントローラ３５に目標エンジン回転数を指示するアクセルダイヤル３６がどのような状態にあるかを判断する。すなわち、コントローラ３５は、アクセルダイヤル３６が指示している目標エンジン回転数を把握し、該目標エンジン回転数が所定のローアイドルエンジン回転数を超えているか、もしくは所定のローアイドルエンジン回転数以下であるかの判断を行なう。
なお、コントローラ３５に目標エンジン回転数を指示する手段としては、アクセルダイヤル３６に限定するものではない。また、ステップＳ１０１は、図４に示すエンジン制御装置５０の制御フローにおいて必須のステップではない。
【００５０】
そして、コントローラ３５は、アクセルダイヤル３６が指示している目標エンジン回転数（単に、アクセル指示回転数ともいう）が所定のローアイドルエンジン回転数を超えていると判断した場合はステップＳ１０２へ移行し、目標エンジン回転数が所定のローアイドルエンジン回転数以下であると判断した場合はステップＳ１０３へ移行する。
【００５１】
ステップＳ１０３においてコントローラ３５は、選択手段２８により、アイソクロナス制御の所定の制御パターンを選択し、該所定の制御パターンに基づいてディーゼルエンジン３４の制御を行う。具体的には、ステップＳ１０３においてコントローラ３５は、該コントローラ３５が記憶している制御パターンから、アイソクロナス制御の所定の制御パターンを選択し、選択した制御パターンに基づいて制御信号を作成する。そして、コントローラ３５は、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。この場合、アイソクロナス制御であるためエンジン回転数Ｎが上昇せず、軽負荷時でもドループ制御と比べて騒音や燃費の面で優位性がある。
【００５２】
ステップＳ１０２においてコントローラ３５は、作業状態検出手段である圧力スイッチ３０及び走行状態検出手段である圧力スイッチ３７により旋回作業車（本機）１００の動作状態が稼働中（走行装置１と作業装置２のうち少なくとも一方が稼働中）であるか待機中（例えば、ディーゼルエンジン３４は駆動しているが走行装置１及び作業装置２が停止した状態）であるかを判断する。
【００５３】
そして、コントローラ３５は、旋回作業車１００が稼働中あると判断した場合はステップＳ１０４へ移行し、旋回作業車１００が待機中であると判断した場合はステップＳ１０５へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１０５においてコントローラ３５は、選択手段２８により、ドループ制御における所定の制御パターンを選択し、該所定の制御パターンに基づいてディーゼルエンジン３４の制御を行う。具体的には、ステップＳ１０５においてコントローラ３５は、該コントローラ３５が記憶している制御パターンから、ドループ制御の所定の制御パターンを選択し、選択した制御パターンに基づいて制御信号を作成する。そして、コントローラ３５は、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。
【００５５】
ステップＳ１０４においてコントローラ３５は、旋回作業車（本機）１００の稼働状況が作業中（作業装置２の作業状態であって走行装置１が走行状態である複合動作状態も含む）であるか走行のみかを判断する。具体的には、コントローラ３５は、作業状態検出手段である圧力スイッチ３０及び走行状態検出手段である圧力スイッチ３７により旋回作業車１００が作業及び走行の複合動作状態であるか走行状態のみであるかの判断を行なう。
【００５６】
そして、コントローラ３５は、旋回作業車１００が作業中（複合動作中も含む）であると判断した場合はステップＳ１０７へ移行し、旋回作業車１００が作業状態でなく走行のみの状態であると判断した場合はステップＳ１０６へ移行する。
【００５７】
ステップＳ１０６においてコントローラ３５は、選択手段２８により、図６（ｂ）に示すドループ制御における制御パターンＰ２を選択し、該制御パターンＰ２に基づいてディーゼルエンジン３４の制御を行う。具体的には、ステップＳ１０６においてコントローラ３５は、該コントローラ３５が記憶している制御パターンから、ドループ制御の制御パターンＰ２を選択し、選択した制御パターンＰ２に基づいて制御信号を作成する。そして、コントローラ３５は、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。旋回作業車１００において走行装置１が走行のみの状態では、車速の確保や登坂・降阪状況を把握することが重要なため、エンジン回転数Ｎが変化するドループ制御が有効となる。
【００５８】
ステップＳ１０７においてコントローラ３５は、選択手段２８により、図７に示すアイソクロナス制御の制御パターンＰ３を選択し、該制御パターンＰ３に基づいてディーゼルエンジン３４の制御を行う。具体的には、ステップＳ１０７においてコントローラ３５は、該コントローラ３５が記憶している制御パターンから、アイソクロナス制御の制御パターンＰ３を選択し、選択した制御パターンＰ３に基づいて制御信号を作成する。そして、コントローラ３５は、作成した制御信号をディーゼルエンジン３４に出力する。つまり、コントローラ３５は、作業状態検出手段である圧力スイッチ３０及び走行状態検出手段である圧力スイッチ３７により走行装置１の走行と前記作業装置２による作業を合わせて行う複合動作時であると判断した場合に、ディーゼルエンジン３４の回転数を一定とするアイソクロナス制御を行う。作業及び走行の複合動作状態の場合では繊細な作業を求められる場合もあり、作業負荷によってエンジン回転数Ｎが変動せず、掘削・旋回の動作速度や走行速度が変化しないアイソクロナス制御が有効となる。また、走行状態が伴わない作業状態の場合においては、コントローラ３５は、該コントローラ３５が記憶している制御パターンから、アイソクロナス制御の制御パターンＰ１を選択し、選択した制御パターンＰ１に基づいて制御信号を作成するが、該制御パターンＰ１は制御パターンＰ３と同じ制御態様である。作業及び走行の複合動作時や作業時においてアイソクロナス制御を行うことで、エンジン回転数Ｎが上昇せず、低騒音、低燃費作業を行うことができる。また、軽負荷かつ複合動作時でもアイソクロナス制御を行うことで、ドループ制御と比べて騒音や燃費の面で優位性がある。
【００５９】
このように、本実施形態においては、図６（ａ）に示す作業状態の際に適用するアイソクロナス制御の制御パターンＰ１と、図６（ｂ）に示す走行状態の際に適用するドループ制御の制御パターンＰ２と、図７で示す作業及び走行の複合動作状態の際に適用するアイソクロナス制御の制御パターンＰ３がコントローラ３５の記憶手段２７に予め記憶されており、コントローラ３５は、適用条件に応じて、いずれかを選択、指示する。
【００６０】
図６（ａ）に示すアイソクロナス制御の制御パターンＰ１は、旋回作業車１００の作業装置２が作業時（旋回装置３の旋回時含む）である場合に用いられる制御パターンである。このアイソクロナス制御の制御パターンＰ１の場合、ディーゼルエンジン３４は、アイソクロナス線（トルクが変化してもエンジン回転数Ｎが一定となる線）と、エンジン回転数Ｎ毎に設定された最高トルク点を結んで成るトルクカーブＴｃｕｒｖｅに囲まれた範囲内で自在に運転可能とされる。例えば、この制御パターンＰ１の場合、図６（ａ）に点線で示す４本のアイソクロナス線ａ１〜ａ４を有し、このアイソクロナス線ａ１〜ａ４はエンジン回転数Ｎが高回転数から低回転数の４段階の場合のものを示しており、コントローラ３５は作業時の状況に応じて適宜変更可能である。
なお、本実施形態及び図６（ａ）では、複数のアイソクロナス線として４本のアイソクロナス線ａ１〜ａ４を例示して説明しているが、特に限定するものではない。例えば、制御パターンにおいて複数本のアイソクロナス線を間欠的にもしくは連続的に有し、この複数本のアイソクロナス線によりエンジン回転数Ｎが高回転数から低回転数の多段階に適宜変更可能に構成することもできる。
また、図４におけるアイソクロナス線ａ１は、図６（ａ）におけるアイソクロナス線ａ１と同じものであり、同じ符号を付している。
【００６１】
また、図６（ｂ）に示すドループ制御の制御パターンＰ２は、旋回作業車１００の走行装置１が走行時である場合に用いられる制御パターンである。このドループ制御の制御パターンＰ２の場合、ディーゼルエンジン３４は、ドループ線（トルクが変化するとエンジン回転数Ｎも変化する右肩下がりに傾いた線）と、エンジン回転数Ｎ毎に設定された最高トルク点を結んで成るトルクカーブＴｃｕｒｖｅに囲まれた範囲内で自在に運転可能とされる。例えば、この制御パターンＰ２の場合、図６（ｂ）に示す５本のドループ線ｂ１〜ｂ５を有し、このドループ線ｂ１〜ｂ５はエンジン回転数Ｎが高回転数から低回転数の５段階の場合のものを示しており、コントローラ３５は走行時の状況に応じて適宜変更可能である。
なお、本実施形態及び図６（ｂ）では、複数のドループ線として５本のドループ線ｂ１〜ｂ５を例示して説明しているが、特に限定するものではない。例えば、制御パターンにおいて複数本のドループ線を間欠的にもしくは連続的に有し、この複数本のドループ線によりエンジン回転数Ｎが高回転数から低回転数の多段階に適宜変更可能に構成することもできる。
また、図４におけるドループ線ｂ１は、図６（ｂ）におけるドループ線ｂ１と同じものであり、同じ符号を付している。
【００６２】
図７に示すアイソクロナス制御の制御パターンＰ３は、旋回作業車１００の作業装置２が複合動作時（作業＋走行の状態）である場合に用いられる制御パターンである。このアイソクロナス制御の制御パターンＰ３の場合、ディーゼルエンジン３４は、アイソクロナス線（トルクが変化してもエンジン回転数Ｎが一定となる線）と、エンジン回転数Ｎ毎に設定された最高トルク点を結んで成るトルクカーブＴｃｕｒｖｅに囲まれた範囲内で自在に運転可能とされる。例えば、この制御パターンＰ３の場合、図７に点線で示す４本のアイソクロナス線ｃ１〜ｃ４を有し、このアイソクロナス線ｃ１〜ｃ４はエンジン回転数Ｎが高回転数から低回転数の４段階の場合のものを示しており、コントローラ３５は複合動作時の状況に応じて適宜変更可能である。
なお、本実施形態及び図７では、複数のアイソクロナス線として４本のアイソクロナス線ｃ１〜ｃ４を例示して説明しているが、特に限定するものではない。例えば、制御パターンにおいて複数本のアイソクロナス線を間欠的にもしくは連続的に有し、この複数本のアイソクロナス線によりエンジン回転数Ｎが高回転数から低回転数の多段階に適宜変更可能に構成することもできる。
また、図４におけるアイソクロナス線ｃ１は、図７におけるアイソクロナス線ｃ１と同じものであり、同じ符号を付している。
【００６３】
上述した制御フローでは、非作業時（ステップＳ１０６）かつ非走行時（ステップＳ１０５）はドループ制御となるため、アイソクロナス制御と比較すると騒音や燃費の面で問題はあるが、例えば、ディーゼルエンジン３４の負荷を検出し、負荷が無い場合には、ディーゼルエンジン３４の無負荷最低回転数にする手段、いわゆるオートデセル機能を発揮する手段をエンジン制御装置５０に更に搭載することにより、その問題を解決することが可能である。オートデセル機能とは、油圧ショベル等の作業機においては、所定の条件下でエンジン回転数をローアイドル回転数まで自動的に低下させて低燃費化及び低騒音化を図る、いわゆる自動低回転制御のことである。例えば、オートデセル機能は、作業装置２を操作する操作具３３２ｂを所定時間継続して操作しない場合（非作業時の場合）、エンジン回転数Ｎをローアイドル回転数まで低下させる機能である。
【００６４】
図８は、ドループ制御時における等燃費線の概略図である。等燃費線の概略図は、縦軸にエンジン出力トルク（Ｎ・ｍ）と、横軸にエンジン回転数（ｍｉｎ−１）との関係を示すグラフである。図８において実線で示す曲線は、燃料消費率の等しい点を結んだ曲線（等燃費曲線）である。ディーゼルエンジンを含め、内燃機関では、一般に、グラフ中央の楕円形を有する部分ほど燃費が良く、楕円形を有する部分から遠ざかるほど燃費が悪い。図８において実線で示すドループ制御の制御パターン（エンジンの出力トルク特性）では、ドループ線ｂ１において定格トルク点Ｔ１よりエンジン出力特性が減少するのに応じて回転数が増加すると、燃費が悪化することを示している。
【００６５】
以上のような構成されたエンジン制御装置５０において、（１）ディーゼルエンジン３４が駆動しているが、作業及び走行が停止時である場合、ドループ制御が適用され、該ドループ制御と上述したオートデセル機能とを組み合わせることにより、燃費及び騒音が抑えられる。また、（２）走行時である場合、ドループ制御が適用され、走行性が良好となる。また、（３）作業時のみである場合、アイソクロナス制御が適用され、作業性が良好であるとともに、燃費及び騒音が抑えられる。（４）作業及び走行の複合動作時の場合、アイソクロナス制御が適用され、作業性が良好であるとともに、燃費及び騒音が抑えられる。これに対して、従来技術（特許文献１）では、作業及び走行の複合動作時の場合、ドループ制御が適用されるため、上記（４）の場合に比べて、作業性、燃費及び騒音が劣る。
【００６６】
具体的には、上記（２）の場合、すなわち走行のみの場合では車速の確保や登坂・降阪状況を把握することが重要なため、ドループ制御が有効となる。一方、上記（４）の場合、すなわち作業と走行の複合動作の場合では繊細な作業を求められる場合もあり、作業負荷によってエンジン回転数Ｎが変動せず、掘削・旋回の動作速度や走行速度が変化しないアイソクロナス制御が有効となる。また、複合動作時にアイソクロナス制御とすることで、軽負荷かつ複合動作時でもドループ制御と比べて騒音や燃費の面で優位性がある。上記（１）の場合、すなわち非作業時かつ非走行時はドループ制御となるため、アイソクロナス制御と比較すると騒音や燃費の面で問題はあるが、オートデセル機能を搭載することにより、その問題を解決可能である。
【００６７】
上述したように本発明によれば、作業性能や走行性能を確保しつつ、作業及び走行の複合動作時においてエンジン騒音を抑えるとともに低燃費を実現することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１        走行装置
２        作業装置
３４      ディーゼルエンジン
３５      コントローラ
３６      アクセルダイヤル
３０      圧力スイッチ（作業状態検出手段）
３７      圧力スイッチ（走行状態検出手段）
５０      エンジン制御装置
１００    旋回作業車
【図１】
2016138507.tif 000003
【図２】
2016138507.tif 000004
【図３】
2016138507.tif 000005
【図４】
2016138507.tif 000006
【図５】
2016138507.tif 000007
【図６】
2016138507.tif 000008
【図７】
2016138507.tif 000009
【図８】
2016138507.tif 000010