(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と、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が、前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態にある作業条件のときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
【請求項２】
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が下記作業条件を満たすとき、すなわち
（１）前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態でなく、
（２）走行操作が行われておらず、
（３）作業モードが重掘削モードであり、
（４）旋回操作が行われており、
（５）作業機におけるブームの下げ操作が行われている
ときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
【請求項３】
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が下記作業条件を満たすとき、すなわち
（１）前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態でなく、
（２）走行操作が行われておらず、
（３）作業モードが重掘削モードであり、
（４）旋回操作が行われておらず、
（５）作業機におけるアームおよびバケットの操作が行われていない
ときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
【請求項４】
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が下記作業条件を満たすとき、すなわち
（１）前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態でなく、
（２）走行操作が行われておらず、
（３）作業モードが重掘削モードであり、
（４）旋回操作が行われておらず、
（５）作業機におけるアームおよびバケットの操作が行われており、
（６）前記油圧ポンプの吐出圧力が所定圧力未満で、かつ前記アームおよびバケットの操作に関わるレバー操作の操作量が所定量未満である
ときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とする油圧ショベルの油圧駆動装置。
【請求項５】
前記作業条件判別手段は、前記油圧アクチュエータの操作状態を検知する操作状態検知手段および／または前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を有し、前記操作状態検知手段により得られる検知結果および／または前記吐出圧検出手段により得られる検出結果に基づいて作業条件を判別する請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。
【請求項６】
前記油圧ポンプ制御手段は、前記所定のエンジン出力トルク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を一致させる一の油圧ポンプ吸収トルク特性と、前記所定のエンジン出力トルク点とは異なる他のエンジン出力トルク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を一致させる他の油圧ポンプ吸収トルク特性との切り換えを漸次に行う請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。
【請求項７】
前記エンジンの無負荷時エンジン回転数を制御するスロットル制御手段が設けられ、このスロットル制御手段は、前記油圧ポンプ制御手段により、前記所定のエンジン出力トルク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を一致させる一の油圧ポンプ吸収トルク特性と、前記所定のエンジン出力トルク点とは異なる他のエンジン出力トルク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を一致させる他の油圧ポンプ吸収トルク特性とが切り換えられる際に、この切換動作に同期させて、前記無負荷時エンジン回転数を、前記所定のエンジン出力トルク点に対応するエンジン回転数と前記他のエンジン出力トルク点に対応するエンジン回転数との差分に応じて変化させる請求項１乃至６のうちのいずれかに記載の油圧ショベルの油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に搭載されて好適な油圧駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の油圧駆動装置として、例えば特許文献１〜３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油圧ポンプ吸収トルク特性をそれぞれ設定するようになっている。また、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なっている。また、特許文献３に係る油圧駆動装置では、複数の作業モードのいずれの作業モードにおいても最小燃費で作業を行えるようになっている。その他、関連先行技術として、例えば特許文献４にて提案されている建設機械のエンジン制御装置がある。【０００３】
【特許文献１】特開平２−３８６３０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９５４０８号公報
【特許文献３】特許第３０６４５７４号公報
【特許文献４】特開平１１−２１４４号公報
【０００４】
前記特許文献１に係る油圧駆動装置において、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１０（ａ）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特性ライン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る。このエンジン回転数は図中に示される点ＭａにおいてＮａであり、エンジンの出力トルクはＴａである。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、同図（ａ）において記号ＰＬａのラインで示される油圧ポンプ吸収トルク特性が設定される。ここで、この油圧ポンプ吸収トルク特性ライン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、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される。このように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ことを「マッチング」と言い、同図中の点Ｍａをマッチング点Ｍａと言う。同図の場合には、マッチング点Ｍａがエンジンの最大馬力点と一致させているので、マッチング点Ｍａにおいてエンジン馬力、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なっている。このように、例えば、マッチング点Ｍａにおけるエンジンの出力トルクＴａとエンジン回転数Ｎａとを目標値とし、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、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。【０００５】
また、同油圧駆動装置において、オペレータが掘削モードもしくは整正モードを選択した場合には、エンジンは部分負荷運転（パーシャル運転）とされ、図１０（ｂ）において記号ＥＬｃ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特性ラインＥＬｃにおいては、設定エンジン回転数ＮＣに向けてレギュレーションラインＲｃが設定される。また、油圧ポンプの吐出油量調整により、同図（ｂ）において記号ＰＬｃのラインで示される油圧ポンプ吸収トルク特性が設定され、油圧ポンプの吸収トルクはエンジンの設定エンジン回転数に応じてエンジンの等馬力カーブに沿った値で制御される。このような油圧ポンプの吸収トルクとエンジンの出力トルクとのマッチング方式を「等馬力制御」と称している。同図（ｂ）の場合には、エンジン回転数Ｎｃとそのエンジン回転数Ｎｃに対応するエンジンの出力トルクＴｃとにより特定される出力トルク点Ｍｃ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（以下において、出力トルク点Ｍｃを「マッチング点Ｍｃ」と称する。）。この場合、設定エンジン回転数ＮＡ時におけるマッチング点Ｍｃ′よりも燃料消費率（ｇ／ｋｗ・ｈ：以下省略）が低いマッチング点Ｍｃ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ので、マッチング点Ｍｃ′におけるエンジン馬力と同馬力でありながら燃料消費率の良い領域でエンジンを使用するようになっている。【０００６】
また、前記特許文献２に係る油圧駆動装置において、例えば前述の重掘削モードが選択されている状態で、操作レバーが特定の操作状態にあることが検知された場合には、油圧ポンプの吐出油量調整により、図１０（ｃ）において記号ＰＬｄのラインで示される油圧ポンプ吸収トルク特性が設定され、油圧ポンプの吸収トルクが一定に制御される。このような油圧ポンプの吸収トルクとエンジンの出力トルクとのマッチング方式を「定トルク制御」と称している。同図（ｃ）の場合には、エンジン回転数Ｎｄとそのエンジン回転数Ｎｄに対応するエンジンの出力トルクＴｄとにより特定される出力トルク点Ｍｄ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（以下において、出力トルク点Ｍｄを「マッチング点Ｍｄ」と称する。）。そして、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マッチング点Ｍｄに設定することにより、作業に必要とされる油圧ポンプの出力に制限するようにされ、これによって総量として軽負荷作業時の燃費低減を図るようにされている。【０００７】
また、特許文献３に係る油圧駆動装置においては、作業モード毎に最小燃費を得る目標出力トルク点が設定されるとともに、オペレータによる作業モードの切り換えにより選択された作業モードに対応する前記目標出力トルク点でのエンジン馬力を油圧ポンプが吸収するようにされ、これにより、作業に必要とされるポンプ出力を確保しつつ燃費低減を図ることができる。【０００８】
また、特許文献４に係る建設機械のエンジン制御装置においては、ポンプコントローラが、アクセル開度、ポンプ吐出圧力、操作レバー装置の操作量に応じてポンプ最大吸収馬力とポンプ必要馬力を計算し、かつその最小値選択によりエンジン必要馬力を求めるとともに、アクセル開度、操作レバー装置の操作量、実エンジン回転数によりポンプ必要回転数を計算してエンジン必要回転数を求める一方、エンジンコントローラが、前記エンジン必要馬力に対応する燃料消費率の最も低い必要馬力参照目標エンジン回転数を求め、この必要馬力参照目標エンジン回転数と前記エンジン必要回転数とを比較して大きい方の回転数をエンジン目標回転数として設定し、このエンジン目標回転数に基づき燃料噴射量と燃料噴射時期を制御することで、エンジンの出力トルクと回転数を制御するようにされている。この建設機械のエンジン制御装置によれば、操作レバー装置の操作量が少なく、エンジン回転数があまり必要でない軽負荷時には燃料消費率の低い領域でエンジンを使うことができ、また操作レバー装置の操作量が大きく、高エンジン回転数が必要な高負荷時にはエンジン回転数を優先して高めて作業性を確保することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、油圧ショベルにより行われる作業において、例えば、土砂を掘削しその掘削された土砂をバケットに掬い込み、ブームを上げながら上部旋回体を旋回させてそのバケット内の土砂をダンプトラックに積み込む場合と、土砂の積み込みが終わって次の作業サイクルに移るために、ブームを下げつつ旋回する場合とでは、必要とされるポンプ出力が大幅に異なる。【００１０】
しかしながら、前記特許文献１に係る油圧駆動装置では、重掘削モードが選択されている図１０（ａ）に示されるような状態で前述の一連の作業が行われる場合に、エンジンは出力トルク点Ｍａ近傍において運転されることになり、その一連の作業中において作業条件が、油圧ポンプの出力があまり必要とされないような作業条件にある場合でも、燃料消費率が比較的高いエンジン回転数Ｎａ近傍でエンジンが使用されるため、無駄な燃料消費がなされるという問題点がある。また、前述の一連の作業の間に刻々と変化する作業条件に応じてオペレータが図１０（ａ）に示される重掘削モードと同図（ｂ）に示される掘削モード（整正モード）との切り換えを行うことは実質的に不可能であるため、作業条件が刻々と変化する実作業において十分な燃費低減効果を得ることができないという問題点がある。【００１１】
また、前記特許文献２に係る油圧駆動装置では、前述の一連の作業が行われる場合に、図１０（ｃ）に示されるように、作業条件の変化に応じて油圧ポンプの出力を制限することで、無駄なエネルギ消費を抑制するようにされてはいるものの、その一連の作業中においてエンジンはレギュレーションラインＲａ上（エンジン回転数ＮＡ〜Ｎｄ）の燃料消費率の範囲で運転されることになり、燃費が悪いという問題点がある。【００１２】
また、前記特許文献３に係る油圧駆動装置では、最小燃費を得る目標出力トルク点の変更がオペレータによる作業モードの切り換えによって行われるようになっているために、前述の一連の作業の間に刻々と変化する作業条件に応じて最小燃費を得る目標出力トルク点の変更を行うことは実質的に不可能であり、このため、作業条件が刻々と変化する実作業において十分な燃費低減効果を得ることができないという問題点がある。【００１３】
また、特許文献４に係る建設機械のエンジン制御装置では、操作レバー装置の操作量が少なく、エンジン回転数があまり必要でない軽負荷時には燃料消費率の低い領域でエンジンを使うことができ、また操作レバー装置の操作量が大きく、高エンジン回転数が必要な高負荷時にはエンジン回転数を優先して高めて作業性を確保することができるようにされてはいるものの、操作レバー装置の操作量を急激に変化させた場合に、エンジン回転数の変化が頻繁に起こるが、エンジン回転数の上下に作業機が追従しないため、オペレータの操作感覚に合わないという問題点がある。【００１４】
本発明は、以上に述べたような問題点に鑑みてなされたもので、作業条件が刻々と変化する実作業においても燃費低減効果を確実に得ることのできる油圧ショベルの油圧駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、第１発明による油圧ショベルの油圧駆動装置は、
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が、前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態にある作業条件のときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とするものである。
また、第２発明による油圧ショベルの油圧駆動装置は、
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が下記作業条件を満たすとき、すなわち
（１）前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態でなく、
（２）走行操作が行われておらず、
（３）作業モードが重掘削モードであり、
（４）旋回操作が行われており、
（５）作業機におけるブームの下げ操作が行われている
ときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とするものである。
また、第３発明による油圧ショベルの油圧駆動装置は、
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が下記作業条件を満たすとき、すなわち
（１）前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態でなく、
（２）走行操作が行われておらず、
（３）作業モードが重掘削モードであり、
（４）旋回操作が行われておらず、
（５）作業機におけるアームおよびバケットの操作が行われていない
ときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とするものである。
さらに、第４発明による油圧ショベルの油圧駆動装置は、
エンジンと、このエンジンにより駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により作動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータにより駆動される走行装置と旋回装置と作業機を備える油圧ショベルの油圧駆動装置において、
作業条件を判別する作業条件判別手段と、前記油圧ポンプの吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御手段とを設け、
前記作業条件判別手段にて判別される作業条件が下記作業条件を満たすとき、すなわち
（１）前記作業機を操作する作業機操作レバーおよび前記走行装置を操作する走行操作レバーが中立状態でなく、
（２）走行操作が行われておらず、
（３）作業モードが重掘削モードであり、
（４）旋回操作が行われておらず、
（５）作業機におけるアームおよびバケットの操作が行われており、
（６）前記油圧ポンプの吐出圧力が所定圧力未満で、かつ前記アームおよびバケットの操作に関わるレバー操作の操作量が所定量未満である
ときに、前記油圧ポンプ制御手段は、前記エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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を一致させるように前記油圧ポンプの吸収トルクを制御することを特徴とするものである。
【００１６】
前記第１発明乃至第４発明において、前記作業条件判別手段は、前記油圧アクチュエータの操作状態を検知する操作状態検知手段および／または前記油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を有し、前記操作状態検知手段により得られる検知結果および／または前記吐出圧検出手段により得られる検出結果に基づいて作業条件を判別するのが好ましい（第５発明）。
【００１７】
前記各発明において、前記油圧ポンプ制御手段は、前記所定のエンジン出力トルク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を一致させる一の油圧ポンプ吸収トルク特性と、前記所定のエンジン出力トルク点とは異なる他のエンジン出力トルク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を一致させる他の油圧ポンプ吸収トルク特性との切り換えを漸次に行うのが好ましい（第６発明）。
【００１８】
前記各発明において、前記エンジンの無負荷時エンジン回転数を制御するスロットル制御手段が設けられ、このスロットル制御手段は、前記油圧ポンプ制御手段により、前記所定のエンジン出力トルク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を一致させる一の油圧ポンプ吸収トルク特性と、前記所定のエンジン出力トルク点とは異なる他のエンジン出力トルク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を一致させる他の油圧ポンプ吸収トルク特性とが切り換えられる際に、この切換動作に同期させて、前記無負荷時エンジン回転数を、前記所定のエンジン出力トルク点に対応するエンジン回転数と前記他のエンジン出力トルク点に対応するエンジン回転数との差分に応じて変化させるのが好ましい（第７発明）。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明乃至第４発明においては、例えば油圧ポンプの出力があまり必要とされない作業条件が特定の作業条件として設定されるとともに、作業条件が刻々と変化する実作業において現在の作業条件がどのような作業条件であるかが作業条件判別手段により判別される。そして、作業条件判別手段にて判別される作業条件が上記特定の作業条件であるときに、油圧ポンプ制御手段による油圧ポンプの吸収トルクの制御によって、エンジンの燃料消費率が最小となる所定のエンジン出力トルク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される。したがって、作業条件が刻々と変化する実作業においても燃費低減効果を確実に得ることができる。
【００２０】
第５発明の構成を採用することにより、刻々と変化する作業条件を容易かつ確実に判別することができる。
【００２１】
第６発明によれば、油圧ポンプの吸収トルク特性の切り換えが漸次に行われるので、エンジン回転数の急激な変化や、油圧ポンプの吐出油量の急激な変化が抑制され、油圧アクチュエータ等に加えられる衝撃などを緩和することができる。
【００２２】
第７発明の構成を採用することにより、実作業中における騒音の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。
【図２】図２は本実施形態における油圧駆動装置の全体概略システム構成図である。
【図３】図３は本実施形態におけるエンジンの出力トルク特性線図である。
【図４】図４は本実施形態におけるエンジン・油圧ポンプ制御装置の機能ブロック図である。
【図５】図５はエンジンの出力トルク特性と油圧ポンプの吸収トルク特性との関係を表わす特性線図（１）である。
【図６】図６はエンジンの出力トルク特性と油圧ポンプの吸収トルク特性との関係を表わす特性線図（２）である。
【図７】図７は油圧ポンプ吸収トルク特性ラインの変化の様子を表わす図である。
【図８】図８は作業条件の判別の処理手順を表わすフローチャートである。
【図９】図９は一作業例における設定エンジン回転数、油圧ポンプ吸収トルクおよび燃料消費率の変化の様子を表わすタイムチャートである。
【図１０】図１０は従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１        油圧ショベル
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
２４      ポンプコントローラ
２５      回転数センサ
２８      電磁比例制御弁
２９      圧力センサ
３７      油圧スイッチ
３８      ポテンショメータ
３９      モニタパネル
４０      エンジン・油圧ポンプ制御装置
４０ａ    エンジン制御装置
４０ｂ    油圧ポンプ制御装置
４１      作業条件判別部
４２      ポンプ吸収トルク指令制御部
４３      制御電流指令制御部
４４      スロットル指令制御部
ＥＬ      エンジン出力トルク特性ライン
ＰＬｂ    油圧ポンプ吸収トルク特性ライン
Ｍｂ      マッチング点
Ｆｍ      燃費マップ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明による油圧ショベルの油圧駆動装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１には、本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの側面図が示されている。また、図２には、本実施形態における油圧駆動装置の全体概略システム構成図が、図３には、本実施形態におけるエンジンの出力トルク特性線図が、図４には、本実施形態におけるエンジン・油圧ポンプ制御装置の機能ブロック図が、それぞれ示されている。【００２７】
本実施形態の油圧ショベル１は、図１に示されるように、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を介して前記下部走行体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、前記作業機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、前記運転室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、同運転席の前方には、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）が配置されている。【００２８】
この油圧ショベル１には、図２に示されるような油圧回路１６が組まれている。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）に給排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、前記作業機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ようになっている。【００２９】
前記エンジン１７は、ディーゼル式のエンジンであり、このエンジン１７においては、図３中記号ηの等燃費曲線で表わされる燃費マップＦｍが設定されるとともに、同図中記号ＥＬ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ている。このエンジン出力トルク特性ラインＥＬにおいて、設定エンジン回転数（無負荷時エンジン回転数）がＮＡとされたときには、その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、設定エンジン回転数がＮＢ（ＮＢ＜ＮＡ）とされたときには、その設定エンジン回転数ＮＢに向けてレギュレーションラインＲｂが設定され、設定エンジン回転数がＮＣ（ＮＣ＜ＮＢ）とされたときには、その設定エンジン回転数ＮＣに向けてレギュレーションラインＲｃが設定されるようになっている。また、このエンジン出力トルク特性ラインＥＬでは、設定エンジン回転数としてＮＡが設定されたときに、エンジン回転数Ｎｓと、このエンジン回転数Ｎｓに対応するエンジン１７の出力トルクＴｓとで特定される出力トルク点Ｍｓにおいてエンジン１７の出力トルクが最大となり、またエンジン回転数Ｎａ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とで特定される出力トルク点Ｍａにおいてエンジン１７の出力（馬力）が最大となり、またエンジン回転数Ｎｓとエンジン回転数Ｎａとの間の所定のエンジン回転数Ｎｂと、この所定のエンジン回転数Ｎｂに対応するエンジン１７の出力トルクＴｂとで特定される出力トルク点Ｍｂ（本発明の「所定のエンジン出力トルク点」に相当する。）において燃料消費率が略最小となるようになっている。なお、図３中記号εで示される点は燃料消費率が最小となる点である。【００３０】
このエンジン１７には、図２に示されるように、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から前記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なっている。本実施形態では、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所謂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３に示されるようなエンジン出力トルク特性を得ることができるようになっている。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に入力されるようになっている。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ようになっている。なお、前記コモンレール式の燃料噴射装置２１に代えて、メカニカルガバナを具備する燃料噴射装置や、電子ガバナを具備する他の形式の燃料噴射装置を採用することも可能である。【００３１】
前記油圧ポンプ１８は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そのレギュレータ２７を制御する電磁比例制御弁２８とを備えて構成されている。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前記電磁比例制御弁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。【００３２】
前記操作弁１９は、前記油圧アクチュエータ２０（走行用油圧モータ２ａ、旋回用油圧モータ３ａ、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）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前記各方向制御弁３０への供給により所定の油路切換動作が行われるようになっている。【００３３】
前記作業機操作レバー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、前記走行操作レバー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前記操作弁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【００３４】
前記操作部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。【００３５】
前記運転室６には、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設定器として機能するモニタパネル３９が設けられている。本実施形態では、説明の都合上、重掘削モードおよびエコノミーモードの２種類の作業モードが選択可能とされているものとする。【００３６】
本実施形態の油圧駆動装置には、主に、エンジンコントローラ２２、ポンプコントローラ２４、各種センサ・スイッチ類（２５，２９，３７，３８）、各種設定器（２３，３９）、および各種アクチュエータ（２１，２８）により構成されるエンジン・油圧ポンプ制御装置４０が設けられている。このエンジン・油圧ポンプ制御装置４０について、図４の機能ブロック図を用いて以下に詳述することとする。【００３７】
前記ポンプコントローラ２４は、作業条件判別部（本発明における「作業条件判別手段」に相当する。）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（本発明における「スロットル制御手段」に相当する。）４４とを備えて構成されている。【００３８】
前記作業条件判別部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ようになっている。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ようになっている。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」／「ｃ」）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なっている。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。また、後述する作業条件（ｂ）が本発明における「特定の作業条件」に相当する。【００３９】
前記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ようになっている。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油圧ポンプ吸収トルク特性がマップ化されて記憶されている。各油圧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。本実施形態においては、作業条件（ａ）や重掘削モードに対応して図中記号ＰＬａのラインで示される油圧ポンプ吸収トルク特性が設定されるとともに、作業条件（ｂ）に対応して図中記号ＰＬｂのラインで示される油圧ポンプ吸収トルク特性が設定されている。さらに、作業条件（ｃ）に対応して図中記号ＰＬｃのラインで示される油圧ポンプ吸収トルク特性が設定されている。なお、本実施形態では、設定される油圧ポンプ吸収トルク特性が３つであるが、これに限られず、作業条件や作業モードに基づいてより多くの油圧ポンプ吸収トルク特性を設定するようにしても良い。【００４０】
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油圧ポンプ吸収トルク特性ラインと、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なっている。今、例えば、作業条件判別部４１からの作業条件信号が「ａ」で、回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号が「Ｎａ」であるときには、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬａが選択されるとともに、実エンジン回転数信号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、作業条件判別部４１からの作業条件信号が「ｂ」で、回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号が「Ｎｂ」であるときには、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｂが選択されるとともに、実エンジン回転数信号「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。なお、作業条件判別部４１からの作業条件信号が「ｃ」で、回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号が「Ｎｃ」であるときには、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｃが選択されるとともに、実エンジン回転数信号「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。【００４１】
前記制御電流指令制御部４３には、前記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前記電磁比例制御弁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、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。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Ｔｃであるときには、そのポンプ吸収トルク指令値Ｔｃに対応する制御電流値Ｉｃが電磁比例制御弁２８へ向けて出力される。【００４２】
さらに、この制御電流指令制御部４３は、モジュレーション機能を有しており、制御電流値をＩａからＩｂに切り換える際には所定時間ΔｔＢ（時刻ｔ５〜ｔ６）の間において電流値を漸増させるとともに、制御電流値をＩｂからＩａに切り換える際には所定時間ΔｔＡ（時刻ｔ３〜ｔ４）の間において電流値を漸減させるようにされている（図９参照）。なお、本実施形態ではΔｔＡ＞ΔｔＢである。一方、前記運転室６内に設けられている前記モニタパネル３９でエコノミーモードを選択した場合は、制御電流指令制御部４３から制御電流値Ｉｃを電磁比例制御弁２８に向けて出力する（図示省略）。【００４３】
こうして、作業条件判別部４１にて判別される作業条件が作業条件（ａ）であるときには、図５に示されるように、エンジン１７の出力トルク特性ＥＬは出力トルク点Ｍｓ−Ｍａ−ＮＡの特性線が設定され、さらに、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬａが選択され、油圧ポンプ１８の吸収トルクはエンジン回転数の増減に伴い増減されて、出力トルク点Ｍａにおいてエンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとが一致される（以下、このような状態を「マッチング」と称する。）。また、作業条件判別部４１にて判別される作業条件が作業条件（ｂ）であるときには、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｂが選択され、図５に示されるように、油圧ポンプ１８の吸収トルクはエンジン回転数の増減に伴い増減されて、出力トルク点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る。なお、この場合、無負荷時エンジン回転数をＮＡからＮＢに減少させることが騒音低減の上から好ましい。また、エコノミーモードを選択した場合、すなわち、作業条件判別部４１にて判別される作業条件が作業条件（ｃ）であるときには、図６に示されるように、エンジン１７の出力トルク特性ＥＬは出力トルク点Ｍｓ−Ｍｃ″−ＮＣの特性線が設定され、さらに、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｃが選択され、油圧ポンプ１８の吸収トルクはエンジン回転数の増減に伴い増減されて、その設定エンジン回転数ＮＣに向けて設定されるレギュレーションラインＲｃ上の出力トルク点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。なお、以下の説明においては、出力トルク点Ｍａを「マッチング点Ｍａ」と称し、出力トルク点Ｍｂを「マッチング点Ｍｂ」と称し、出力トルク点Ｍｃを「マッチング点Ｍｃ」と称することとする。【００４４】
さらに、作業条件が刻々と変化する実作業において、作業条件判別部４１にて判別される作業条件が作業条件（ａ）から作業条件（ｂ）に変化したときには、図７に示されるように、マッチング目標エンジン回転数（エンジン１７の出力トルクと油圧ポンプ１８の吸収トルクとを一致させるエンジン回転数の目標値）が所定時間ΔｔＢ（時刻ｔ５〜ｔ６：図９参照）の間でＮａからＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎｎ−２，Ｎｎ−１，Ｎｎを経てＮｂに変化され、これに伴って油圧ポンプ吸収トルク特性ラインがＰＬａからＰＬ１，ＰＬ２，・・・，ＰＬｎ−２，ＰＬｎ−１，ＰＬｎを経てＰＬｂに変化される。また、作業条件判別部４１にて判別される作業条件が作業条件（ｂ）から作業条件（ａ）に変化したときには、図７に示されるように、マッチング目標エンジン回転数が所定時間ΔｔＡ（時刻ｔ３〜ｔ４：図９参照）の間でＮｂからＮｎ，Ｎｎ−１，Ｎｎ−２，・・・，Ｎ２，Ｎ１を経てＮａに変化され、これに伴って油圧ポンプ吸収トルク特性ラインがＰＬｂからＰＬｎ，ＰＬｎ−１，ＰＬｎ−２，・・・，ＰＬ２，ＰＬ１を経てＰＬａに変化される。【００４５】
前記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、燃料ダイヤルが最大位置（ＦＵＬＬ位置）にセットされている状態では、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重掘削モード指令信号「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。また、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。【００４６】
さらに、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」、重掘削モード指令信号「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」、重掘削モード指令信号「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、設定エンジン回転数としてＮＢ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。【００４７】
ここで、設定エンジン回転数ＮＡと設定エンジン回転数ＮＢとの差分ΔＮ１は、図５に示されるように、マッチング点Ｍａに対応するエンジン回転数Ｎａとマッチング点Ｍｂに対応するエンジン回転数Ｎｂとの差分ΔＮ２に応じて設定されている（本実施形態ではΔＮ１＝ΔＮ２である。）。そして、油圧ポンプ１８の吸収トルク特性ラインが油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬａから油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｂに切り換えられる際には、この切換動作に同期するように、スロットル指令制御部４４により第２スロットル信号が「ＮＡ」から「ＮＢ」に漸減され、また油圧ポンプ１８の吸収トルク特性ラインが油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｂから油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬａに切り換えられる際には、この切換動作に同期するように、スロットル指令制御部４４により第２スロットル信号が「ＮＢ」から「ＮＡ」に漸増される。【００４８】
前記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。また、このエンジンコントローラ２２には、図３に示される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。そして、このエンジンコントローラ２２においては、かかるエンジン出力トルク特性マップや第２スロットル指令信号、回転数センサ２５からの実エンジン回転数信号、燃料噴射特性マップ（図示省略）等に基づいて、燃料噴射装置２１に噴射させるべき現在の燃料噴射量を求め、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なっている。【００４９】
なお、本実施形態におけるエンジン・油圧ポンプ制御装置４０においては、スロットル指令制御部４４、エンジンコントローラ２２および燃料噴射装置２１を含む機器によりエンジン１７を制御するエンジン制御装置４０ａが構成され、ポンプ吸収トルク指令制御部４２、制御電流指令制御部４３および電磁比例制御弁２８を含む機器により油圧ポンプ１８の吸収トルクを制御する油圧ポンプ制御装置（本発明における「油圧ポンプ制御手段」に相当する。）４０ｂが構成されている。【００５０】
次に、前記作業条件判別部４１による作業条件の判別の処理手順について図８のフローチャートを用いて以下に説明する。なお、図中記号「Ｓ」はステップを表わす。【００５１】
Ｓ１〜Ｓ７：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（Ｓ１）。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（Ｓ２）。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（Ｓ３）。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（Ｓ４）。走行操作が行われていないと判断した場合には、作業モードが重掘削モードであるか否かを判断する（Ｓ５）。作業モードが重掘削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（Ｓ６）。作業モードが重掘削モードでないと判断した場合、つまり作業モードがエコノミーモードであると判断した場合には、作業条件（ｃ）であると判定する（Ｓ７）。【００５２】
Ｓ８〜Ｓ９：前記ステップＳ６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（Ｓ８）。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（Ｓ２）。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（Ｓ９）。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（Ｓ４）。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（Ｓ２）。【００５３】
Ｓ１０〜Ｓ１１：前記ステップＳ６において、上部旋回体４の旋回操作が行われていると判断した場合には、ブーム７の下げ操作が行われているか否かを判断する（Ｓ１０）。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（Ｓ２）。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（Ｓ１１）。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（Ｓ２）。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（Ｓ４）。【００５４】
なおここで、前記ステップＳ７において、現在の作業条件が作業条件（ｃ）であると判定された場合には、図６に示されるように、エンジン１７はパーシャル運転（部分負荷運転）とされてレギュレーションラインＲｃが設定されるとともに、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｃが設定され、図中Ｍｃ′点よりも燃料消費率が低いマッチング点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、図中Ｍｃ′点におけるエンジン馬力と同馬力でありながら燃料効率の良い領域でエンジン１７が運転される。なお、作業条件（ｃ）においても、図６中Ｍｃ″点でマッチングさせることは可能であることは言うまでもないが、軽負荷作業においては、総量として燃費低減を図るために本実施形態ではマッチング点Ｍｃでマッチングさせている。【００５５】
次に、本実施形態における油圧駆動装置の作動について、油圧ショベル１による一作業例に基づいて図５および図９を参照しつつ説明することとする。この作業例においては、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。なお、この作業例は、以下の（１）〜（３）の前提条件のもとで行われる例である。
前提条件：
（１）油圧ショベル１は定位置で作業を行う。
（２）燃料ダイヤル２３はＦＵＬＬ位置にセットされている。
（３）重掘削モードが選択されている。【００５６】
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。これにより、エンジン１７は設定エンジン回転数ＮＢに基づいて運転されるとともに、油圧ポンプ１８は油圧ポンプ吸収トルク特性ラインＰＬｂに基づいて運転される。ここで、負荷が軽くポンプ吐出圧が低い間、エンジン１７はその負荷の大きさに応じてレギュレーションラインＲｂの線上で運転され、ポンプ負荷圧が高まるにつれて、燃料消費率が略最小となるマッチング点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、総量として無駄な燃料消費が低減される。【００５７】
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。この判定結果により、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインがＰＬｂからＰＬａにモジュレーションがかけられて切り換えられ、この切換動作に同期するように、設定エンジン回転数がＮＢからＮＡにモジュレーションがかけられて切り換えられる。かかる切換動作により、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、マッチング点Ｍａにおけるエンジン馬力を油圧ポンプ１８が吸収することで、土砂の掘削動作および旋回・ブーム上げ動作が高効率で行なわれる。【００５８】
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。この判定結果により、油圧ポンプ吸収トルク特性ラインはＰＬａからＰＬｂにモジュレーションがかけられて切り換えられ、この切換動作に同期するように、設定エンジン回転数がＮＡからＮＢにモジュレーションがかけられて切り換えられる。かかる切換動作により、燃料消費率が略最小となるマッチング点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の燃料消費率が略最小の状態で旋回・ブーム下げ動作が行われる。【００５９】
本実施形態によれば、作業条件判別部４１にて判別される作業条件が作業条件（ｂ）であるときに、燃料消費率が略最小となるマッチング点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るので、作業条件が刻々と変化する前述の作業例においても確実に燃費低減効果を得ることができる。また、油圧ポンプ吸収トルク特性ライン（ＰＬａ；ＰＬｂ）の切り換えの際にはモジュレーションがかけられるとともに、かかる切換動作に同期するようにエンジン１７の設定エンジン回転数（ＮＡ；ＮＢ）が切り換えられ、これによって、エンジン回転数の急激な変化や、油圧ポンプ１８における斜板１８ａの傾転角の急激な変化を抑制するようにされているので、油圧アクチュエータ２０等に加えられる衝撃などを緩和することができる。また、油圧ポンプ１８の吸収トルク特性ラインがＰＬａからＰＬｂに切り換えられるに伴い、設定エンジン回転数がＮＡからＮＢに減少されるので、作業条件が刻々と変化する前述の作業例においても騒音の低減を図ることができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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