JP4500704B2 - 作業機械の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業の種類やアタッチメントの種類に応じてエンジン出力の切り替えが可能な作業モード選択機能を備えた、作業機械の制御装置に関するものである。

油圧ショベル等の油圧駆動式作業装置を搭載した作業機械には、ブーム装置やスティック装置，バケット装置等の作業装置を作動油によって駆動するための油圧回路が装備されている。例えば、一般的な油圧回路を図９に示すと、この油圧回路上には、駆動源としてのディーゼルエンジン（エンジン）１やエンジン１の動力で回転駆動される油圧ポンプ２、油圧ポンプ２で加圧されて吐出される作動油によって各種作業装置を駆動する油圧アクチュエータ４ａ,４ｂ、油圧ポンプ２と油圧アクチュエータ４ａ,４ｂとを連結する油圧回路上に介装された制御弁３等が設けられている。

また、作業機械のオペレータが搭乗するオペレータ室の内部には、各作業装置の作動量を設定する操作レバー３０ａ等の操作部材が備えられており、オペレータによる操作部材３０ａの操作量に応じて油圧ポンプ２の出力や制御弁３の開度が制御されて、各作業装置が作動するようになっている。なお、作業機械に搭載される油圧アクチュエータとしては、例えば下部走行体に備えられる走行装置を駆動する油圧モータ４ａや、上部旋回体に備えられる油圧シリンダ４ｂ等が挙げられる。

さらに、オペレータ室内には、エンジン回転数ダイヤル５と作業モード選択スイッチ６とが設けられており、オペレータによってエンジン回転数ダイヤル５が操作されると、その操作位置に応じた、目標とするエンジン回転数がエンジン１に指示されるようになっている。このエンジン回転数の指示内容は、エンジン１の出力を制御する電子制御装置（エンジンコントローラ，制御装置）７へ入力されるようになっている。そして、このエンジンコントローラ７により、例えばエンジン１へ燃料を噴射する燃料ポンプ（図示略）の作動量が制御されて、エンジン回転数が調整されるようになっている。

また、作業モード選択スイッチ６は、所謂ブーム優先モードや旋回優先モードといった各作業装置の動作態様の特性を設定するスイッチであり、作業内容に応じてオペレータにより適宜操作されて、エンジン１や油圧ポンプ２の出力特性の調整や制御弁３の開度特性の調整が行われるようになっている。
近年、上記の作業モード選択スイッチ６においてオペレータが選択できる作業モードとして、燃料消費量低減，騒音低減を目的としてエンジン回転数の上限を規制するエコノミーモード（以下、単にエコモードとも呼ぶ）が設定されているものがある。例えば、主に通常運転時に選択される通常モードでは、エンジンの最高回転数が２０００ｒｐｍに設定されるのに対し、エコノミーモードでは、エンジンの最高回転数は通常モードよりも低回転の１８００ｒｐｍに規制されて、エンジン出力が制限されるものである。

つまり、このエコノミーモードは、エンジンの作業能力を高めることよりも、経費節減の要求や、夜間作業時等における騒音配慮の必要性等がある場合に選択，使用されて、エンジンの燃料消費量の低減、及び、騒音の低減化に貢献している。
このような技術は、特許文献１の発明の詳細な説明の段落００５０にも開示されている。
特開２００１−９０５７７号公報

ところで、エコノミーモードが選択されている場合には、エンジン１の最高回転数が通常モード選択時よりも低回転に設定され、エンジン１に直結接続されて駆動される油圧ポンプ２の吐出流量が減少する。
このとき、油圧ポンプ２から供給される作動油によって駆動する油圧アクチュエータ４ａ，４ｂのうち、ブームやスティックを駆動する油圧シリンダ４ｂの作業能力は、供給される作動油の流量と油圧の大きさとの兼ね合いで決まるため、たとえ作動油流量が減少したとしても、理論上作動油の油圧制御によってそれを補うことができ、作動油供給量の減少がその仕事量に与える実質的な影響は微々たるものである。

一方、作動に大量の作動油を必要とする油圧モータ４ａの場合は、作動油の油圧を上昇させてもその回転数を上昇させることは困難であり、モータ回転数が低下して走行装置の走行速度が上昇しにくくなることがある。また、アタッチメントとして作業装置の先端に装着される破砕機のように、作動に一定の流量を必要とするツールの場合も同様であり、ツールの仕事速度や打撃回数等を上昇させにくくなることがある。

そこで、例えば、掘削作業を行なう場合、ブームやバケット等の各作業装置を作動させて掘削を行なう掘削作業中はエコノミーモードを使用し、方向転換や機体位置の微調整のために走行装置を作動させる移動走行時にのみ一時的に通常モードを使用すれば、経済性の面でも作業効率の面でも好ましいことになる。
しかしながら、上述のような一連の掘削作業過程において、作業中に度々モード設定を変更することは、オペレータにとって操作が煩雑に感じられ、その結果として、オペレータは作業性の良い通常モードを主な設定として使用しがちとなり、たとえエコノミーモードによっても支障なく掘削作業を行なうことができる軽負荷作業を行う際にも、エコノミーモードをあまり利用しないというのが実情である。つまり、実際の作業現場においては、作業機械が必ずしも能率的且つ経済的に運用されているとは言いがたい。

このように、業界の市場要請として、作業機械を管理するオーナや作業機械が投入される作業現場の監督者からは、上述のような実情に即した、経済的且つ作業効率が高く利便性に富む制御モードを備えた作業機械の開発が待望されている。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、経費を節減し、且つ、良好な作業性を確保できるようにして、運用管理の一助となる、作業機械の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の作業機械の制御装置は、作業機械の駆動源としてのエンジンを制御する制御装置であって、作業内容に応じた該エンジンの目標回転数が予め設定された複数の作業モードを記憶する作業モード記憶手段と、該作業モード記憶手段に記憶された該複数の作業モードのうちの何れか一つを選択するモード選択手段と、所定の操作に基づき、該モード選択手段における該選択の変更を制限或いは許可する変更管理手段と、該エンジンの回転数を該モード選択手段で選択された該作業モードの目標回転数に制御するエンジン回転数制御手段とを備えたことを特徴としている。

請求項２記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項１記載の作業機械の制御装置において、該作業モード記憶手段は、少なくとも該複数の作業モードとして、該エンジンの通常運転時における目標回転数を設定する通常モードと、該通常モードよりも低回転の目標回転数を設定するエコモードと、を記憶することを特徴としている。
請求項３記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項１又は２記載の作業機械の制御装置において、ユーザ操作により入力された暗証番号を該変更管理手段へ出力する暗証番号出力手段を備え、該変更管理手段は、該暗証番号の入力操作に基づいて該モード選択手段における該選択の変更を制限或いは許可することを特徴としている。ここで、ユーザとは、作業機械を管理するオーナや作業機械が投入される作業現場の監督者等の機械管理者のことである。

請求項４記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項１又は２記載の作業機械の制御装置において、該作業モードの変更を禁止する変更禁止スイッチを備え、該変更管理手段は、該変更禁止スイッチが操作されているときに、該モード選択手段における該選択の変更を制限することを特徴としている。
請求項５記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項２〜４の何れか１項に記載の作業機械の制御装置において、該作業機械には、油圧駆動式の作業装置が搭載されるとともに、該エンジンに駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出された該作動油により作動して該作業装置を駆動するモータ型アクチュエータと、該モータ型アクチュエータの作動状態が所定の作動油流量を必要とする状態であるか否かを判定する作動状態検出手段とを備え、該変更管理手段は、該モード選択手段において該エコモードが選択され且つ該モード選択手段における該選択の変更を制限している場合に、該作動状態検出手段において該作動状態が該所定の作動油流量を必要とする状態であると判定されたら、該モード選択手段における該選択の変更の制限を解除することを特徴としている。

請求項６記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項５記載の作業機械の制御装置において、該作業機械のオペレータの操作により該モータ型アクチュエータの作動量を設定する操作部材を備え、該作動状態検出手段は、該操作部材の操作量を検出するセンサとして構成されるとともに、該操作部材の操作量が予め設定された所定の操作量を超えている場合に、該モータ型アクチュエータの作動状態が該所定の作動油流量を必要とする状態であると判定することを特徴としている。

請求項７記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項５記載の作業機械の制御装置において、該モータ型アクチュエータと該油圧ポンプとを接続する油圧回路を備え、該作動状態検出手段は、該油圧回路上に配設され、該油圧回路の圧力を検出する圧力センサとして構成されるとともに、該圧力センサで検出された圧力が予め設定された所定の圧力を超えている場合に、該モータ型アクチュエータの作動状態が該所定の作動油流量を必要とする状態であると判定することを特徴としている。

請求項１記載の本発明の作業機械の制御装置によれば、変更管理手段が設けられているので、モード選択手段により作業モードの選択が変更されることを制限することができる。この場合、例えば、オーナ等の機械管理者が、経済性の良い作業モードを選択し、変更管理手段によりその経済性の良い作業モードから他の作業モードに変更することを制限して、実際に作業を行なうオペレータに経済性の良い作業を確実に実行させることができる。また、逆に、作業モードの変更を許可する場合（すなわち、通常の場合）には、オペレータは作業効率の良い作業モードを適宜選択して、良好な作業性を確保することができる。

請求項２記載の本発明の作業機械の制御装置によれば、通常モードより低回転のエンジン目標回転数を設定されたエコモードが備えられているので、作業モードとしてエコモードを選択することにより、エンジンの燃費を向上させ、また、騒音を低減することができる。
請求項３記載の本発明の作業機械の制御装置によれば、変更管理手段に対して行なう所定の操作は暗証番号を入力することであるので、変更管理手段による制限を容易に行なうことができる。また、暗証番号を入力する装置として予め作業機械に搭載されているインスツルメントパネル等を利用すれば、コストを廉価に抑え、かつ簡素な構成により変更管理手段を設けることができる。

請求項４記載の本発明の作業機械の制御装置によれば、変更管理手段に対して行なう所定の操作は変更禁止スイッチを操作することであるので、変更管理手段による制限を容易に行なうことができる。また、この変更禁止スイッチはキーにより施錠及び開錠ができるキー式スイッチとして構成されていることが好ましい。この場合、オーナ等の機械管理者がこのキーを保持していれば、機械管理者は、自ら選択したモード選択手段による作業モードがオペレータによって変更されることを確実に制限することができる。また、簡素な構成により変更管理手段を設けることができる。

請求項５記載の本発明の作業機械の制御装置によれば、作業モードとしてエコモードが選択されている場合に、作動状態検出手段によりモータ型アクチュエータが多量の作動油流量を必要とする状態であることが判定されたら、変更管理手段は、作業モードの変更が制限されていても、その制限を一時的に解除できるように構成されているので、作業性を著しく向上させることができる。したがって、機械管理者がエコモードを選択し、オペレータによるエコモードの変更が制限されている場合であっても、オペレータは支障なく作業を行なうことができて、経費を節減しながらも良好な作業性を確保することができる。

請求項６及び７記載の本発明の作業機械の制御装置によれば、容易かつ確実にモータ型アクチュエータの作動状態を把握することができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
〔実施形態〕
図１〜図６は本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置を示すもので、図１は本制御装置が適用された油圧回路の構成を示す模式的構成図、図２，３は本制御装置におけるコントローラの制御内容を示すフローチャート図、図４は本制御装置において用いられる作業モードを説明する表、図５は本制御装置を備えた油圧ショベルのオペレータ室内の構成を示す模式的斜視図、図６は本制御装置を備えた油圧ショベルの全体構成を示す模式的斜視図である。なお、図９に示した従来技術にかかる作業機械の油圧回路及び制御装置と同一の構成要素については、同じ符号を付して示している。

〔構成〕
本実施形態では、代表的な作業機械である油圧ショベルに本発明を適用したものを説明する。
図６に示すように、油圧ショベル１００は、下部走行体（走行装置）１０１に上部旋回体１０２が回転自在に結合され、上部旋回体１０２には、駆動源としてのエンジン（ディーゼルエンジン）１や、オペレータ室１０４や作業装置１０３等が設けられている。

本発明の油圧ショベル１００の制御装置は、これらの作業装置１０３及び上部旋回体１０２を駆動する油圧回路に適用されており、図１に示すように、油圧ショベル１００には、エンジン１の出力軸側に接続されてエンジン１により回転駆動される油圧ポンプ２が設けられるとともに、エンジン１を制御する電子制御装置（エンジンコントローラ，以下単にコントローラとも呼ぶ）１０を含む油圧回路が形成されている。

この油圧回路は、油圧ポンプ２で加圧され吐出された作動油を、油圧アクチュエータである油圧モータ（走行モータや旋回モータ）４ａ及び油圧シリンダ４ｂへ制御弁３を介して供給する油圧回路である。
ここで、油圧アクチュエータとは、作業装置１０３のブームやスティック，上部旋回体１０２を旋回させるための旋回装置，下部走行体１０１に設けられる走行装置（クローラ）等、油圧ショベル１００の各作動部位の各々に対して備えられる油圧駆動式作動装置のことを指し、例えば図６においては、作業装置１０３を伸縮駆動する油圧シリンダ４ｂが図示されている。また、図１では、これらの油圧アクチュエータのうち、モータ型のアクチュエータ（即ち、油圧モータ）４ａとシリンダ型のアクチュエータ（即ち、油圧シリンダ）４ｂとが各一つずつ例示されている。

なお、この油圧回路は、油圧ポンプ２が作動油を吸い上げるオイルタンク８ａと、油圧アクチュエータからの戻り油を貯蔵するオイルタンク８ｂとをそなえて、作動油を循環させる回路構成をなしている。
油圧ポンプ２は、作動油を油圧モータ４ａ，油圧シリンダ４ｂへ供給するピストン式の可変容量ポンプであり、状況に応じて油量及び油圧を調整することができるようになっている。

制御弁３は、油圧ポンプ２と油圧モータ４ａ，油圧シリンダ４ｂとの間の油圧回路上に介装されており、ステム（流量制御スプール）の位置を切り替えて作動油の流通方向及び流量を可変制御できるスプール弁として構成されて、油圧アクチュエータ４ａ，４ｂの動作を制御できるようになっている。この制御弁３のステム位置の切り替え及びその弁開度は、パイロットライン（図示略）から導入されるパイロット圧に応じて設定されるようになっている。

例えば、パイロット圧が大きくなると、ステムの移動量が大きくなり制御弁３の開度が開放方向へ制御されて、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ４ａ，４ｂへの作動油流量が増加するようになっている。また、パイロット圧が小さくなると、ステムの移動量が小さくなり制御弁３の開度が閉鎖（絞り）方向へ制御されて、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ４ａ，４ｂへの作動油流量が減少するようになっている。

また、作業機械１００のオペレータ室１０４内には、図５に示すように、エンジン回転数ダイヤル５と、作業モード選択スイッチ（モード選択手段）２０と、油圧ショベルの作動（走行，旋回，ブーム回動，スティック回動及びバケット回動）を制御するための操作レバー３０ａや操作ペダル３０ｂ等の複数の操作部材３０とが設けられている。
エンジン回転数ダイヤル５は、図４に示すように、エンジン目標回転数を最大エンジン回転数と最小エンジン回転数との間で１０段階に切り換えることができるようになっており、ダイヤル位置を切り換えることで、ダイヤル位置に対応したエンジン目標回転数が設定される。なお、エンジン目標回転数の段階は１０段階に限らず、例えば５段階等その他の数の複数段階であっても良いし、また、このように段階的に切り換えるものに限らず、滑らかに変更しうるものであっても良い。

作業モード選択スイッチ２０は、作業内容やアタッチメントの種類に応じて油圧出力を最適にコントロールすべく、作業モードを選択するためのボタン式のスイッチである。本油圧ショベル１００には複数の作業モードが用意されており、複数の作業モードは、エンジン回転数ダイヤル５のダイヤル位置に応じたエンジン１の目標回転数が各々異なるように、設定されている。そして、作業モード選択スイッチ２０でそれらの作業モードのうちの一つを選択すると、エンジン回転数ダイヤル５のダイヤル位置とエンジン目標回転数との対応関係を変更させることができるようになっている。つまり、作業モード選択スイッチ２０を操作することによって、エンジン出力を切り替えることができるようになっており、これによって、作業内容に適した効率の良い運転を行なうことができるようになっている。なお、本実施形態では、作業モード選択スイッチ２０が後述するインスツルメントパネルに併設されている。

本実施形態では、複数の作業モードとして、通常モードとエコモード（エコノミーモード）とが設けられている。エコモードは、燃費を向上させることを目的として通常モードよりも低回転の目標回転数が設定されたモードであって、図４に示すように、そのダイヤル位置１０の回転数（すなわち、最高回転数）は、例えば、通常モードのダイヤル位置９の回転数と等しく設定されている。

なお、これらの作業モードにおけるエンジン１の目標回転数は、後述するようにコントローラ１０内に記憶されており、エンジン回転数ダイヤル５と作業モード選択スイッチ２０とによるエンジン目標回転数の指示内容は、コントローラ１０へ入力されるようになっている。
また、操作部材３０ａ，３０ｂは電気式操作部材（例えば電気式操作レバー）として構成され、その操作量Ｌに応じた電気信号、すなわち、油圧アクチュエータ４ａ，４ｂの作動量を設定する作動量信号がコントローラ１０へ入力されるようになっている。

コントローラ１０は、作業モード記憶部（作業モード記憶手段）４１と、変更管理部（変更管理手段）４０と、エンジン回転数制御部（エンジン回転数制御手段）４２とを備えて構成されている。
このコントローラ１０は、入力されたエンジン１の目標回転数の指示内容や操作部材３０の操作量Ｌに応じて、エンジン回転数制御部４２によってエンジン１の回転数を制御するようになっている。

また、上述した通常モードとエコモードとにおけるエンジン１の目標回転数は、作業モード記憶部４１において記憶されている。つまり、作業モード選択スイッチ２０は、作業モード記憶部４１に記憶された作業モード（通常モードとエコモード）のうちの何れか一つを選択することになる。

ここで、本発明の大きな特徴である作業モードの変更を制限する変更管理部４０について説明する。変更管理部４０は、所定の操作が行なわれることによって、現在設定されている作業モードが変更されることを制限したり、または許可したりするように機能するようになっている。つまり、所定の操作により、オーナ等の管理権限を有する特定の人物以外による作業モードの選択の変更を制限（禁止）可能になっている。

本実施形態においては、変更管理部４０は、数字を入力することができる操作パネル（暗証番号出力手段）を備えて構成されており、例えば、この操作パネルに暗証番号が正しく入力操作されたら、変更管理部４０による作業モード選択スイッチ２０の選択の変更を許可するようになっている。また、操作パネルは、オペレータ室１０４内に備えられるインスツルメントパネル２０の一機能として備えられている。つまり、インスツルメントパネル２０には、タッチパネル式等の数字を入力することが可能な入力手段が設けられており、インスツルメントパネル２０から入力された数字が、コントローラ１０の変更管理部４０へ伝達されるようになっている。

これにより、例えば、変更管理部４０により作業モードの変更が許可されている場合に、オーナ等によって正しい暗証番号がインスツルメントパネル２０から入力されると、作業モードの変更が制限されるように、変更管理部４０による作業モードの変更の制限（禁止）及び許可の状態が変更されるようになっている。また、暗証番号が入力されない場合や誤った暗証番号が入力された場合には、変更管理部４０による作業モードの変更の制限及び許可の状態は、現在設定されている状態を維持するようになっている。

なお、暗証番号を入力する操作は、数字を入力することに限らない。つまり、数字を入力する手段を既存のインスツルメントパネル２０に追加せずに、既存のインスツルメントパネル２０に備えられているスイッチをある一定の順序で押圧する操作を暗証番号の代わりとしても良い。また、暗証番号を入力可能な装置をインスツルメントパネル２０とは別体に設けて、オペレータ１０４室の適宜の場所に設置してももちろん良い。

この変更管理部４０の処理機能を図２，図３に示すフローチャートを用いて説明する。
図２は、変更管理部４０として、暗証番号を入力するツールを備えた制御装置において、モード変更が制限（禁止）されているか許可されているかを示すフラグＦを設定するためのフローである。
まず、ステップＡ１０において、入力された暗証番号が予め設定された番号に一致しているか否かを判断する。一致していればステップＡ２０に進み、一致していなければステップＡ５０に進む。

ステップＡ２０では、現在のモード変更管理フラグＦの信号が１か否かを判断し、１であればステップＡ３０に進み、１でなければ、即ち０であればステップＡ４０に進む。ここで、フラグＦの信号の１は、モード変更の制限を示し、フラグＦの信号の０は、モード変更の許可を示す。
ステップＡ３０では、モード変更管理フラグＦの信号を０に設定し、作業モード選択スイッチ２０によるモード変更を許可する。

ステップＡ４０では、モード変更管理フラグＦの信号を１に設定し、作業モード選択スイッチ２０によるモード変更を制限する。
ステップＡ５０では、現在のモード変更管理フラグＦの信号を維持する。
以下はこの処理を繰り返す。
つまり、本フローにおいては、入力された暗証番号が予め設定された番号に一致した場合にのみモード変更管理フラグＦの信号が１から０へ、又は０から１へ変更されることになる。

ところで、作業モードとしてエコモードが選択されている場合には、エンジン１の最高回転数が下がり、エンジン１に直結している油圧ポンプ２の流量が下がることとなる。このときに、変更管理部４０によりエコモードから通常モードへ変更することが制限されていても良好な作業を確保しするために、図１に示すように、操作レバー３０ａに対して、操作レバー３０ａの操作量Ｌを検知することができるレバーセンサ３１がそなえられている。

そして、オーナ等によってエコモードの設定がなされ、変更管理部４０によりエコモードから通常モードへの変更が禁止されている場合であっても、レバーセンサ３１によって、操作レバーの操作量Ｌが予め設定された所定の操作量Ｌ₁を超えて、例えば、走行を行なうために油圧モータ４ａに大容量の作動油が必要なことが判断されたら、自動的に、変更管理部４０はエコモードからの変更の制限を一時的な解除状態にして、コントローラ１０は、通常モードにおけるエンジン回転数でエンジンが作動するよう制御するようになっている。なお、操作レバー３０ａの操作量が所定の操作量Ｌ₁を下回ったことが検出されたら、エコモードにおけるエンジン回転数による運転に自動的に復帰される。

この一時解除の処理手順について、図３を用いて説明する。
まず、ステップＢ１０において、変更管理部４０により作業モードの変更が制限されているか否かを判断する。制限されていれば（Ｆ＝１であれば）ステップＢ２０に進み、制限されていなければステップＢ５０に進む。
ステップＢ２０では、現在選択されている作業モードフラグＦｍの信号が１であるか否か（作業モードがエコモードであるか否か）を判断する。ここで、作業モードフラグＦｍの１はエコモードを示し、０は通常モードを示す。そして、１（エコモード）であればステップＢ３０に進み、０（通常モード）であればステップＢ１３０に進む。

ステップＢ３０では、レバーセンサ３１により操作レバー３０ａの操作量Ｌを検出し、操作量Ｌが所定の操作量Ｌ₁を超えているか否かを判断する。所定の操作量Ｌ₁を超えている場合（Ｌ＞Ｌ₁）にはステップＢ４０に進み、そうでない場合（Ｌ≦Ｌ₁）にはステップＢ１２０に進む。
ステップＢ４０では、通常モードで制御されるように、自動的にステップＢ１３０に進む。つまり、ここでは、モード変更管理フラグＦや作業モードフラグＦｍの信号の変更・設定は何も行なわないが、実際にエコモードから通常モードへと作業モードを変更して制御することで、変更管理部４０による変更の制限が実質的に解除されているものである。

ステップＢ５０では、作業モード選択スイッチ２０がエコモードを選択するように新たに操作されたか否かを判断する。操作されていればステップＢ６０に進み、そうでなければステップＢ７０に進む。
ステップＢ６０では、作業モードフラグの信号Ｆｍを１に設定する。
ステップＢ７０では、作業モード選択スイッチ２０が通常モードを選択するように操作されたか否かを判断する。操作されていればステップＢ８０に進み、そうでなければステップＢ７０に進む。

ステップＢ８０では、作業モードフラグの信号Ｆｍを０に設定する。
ステップＢ１１０では、作業モードフラグの信号Ｆｍが１であるか否かを判断する。１であればステップＢ１２０に進み、１でなければ、ステップＢ１３０に進む。
ステップＢ１２０では、エンジンの実回転数がエコモードにおいて設定されている目標回転数になるように制御され、ステップＢ１３０では、エンジンの実回転数が通常モードにおいて設定されている目標回転数になるように制御される。以下はこの処理を繰り返す。
なお、ステップＢ５０以下のステップは、変更管理部４０を備えない従来の制御装置の作業モードの変更にかかるステップに相当するものである。

〔効果〕
本発明の一実施形態にかかる作業機械の制御装置は上述のように構成されているので、以下のような効果がある。
変更管理部４０が新たに設けられ、この変更管理部４０により作業モードの変更を制限することができるので、例えば、オーナ等の機械管理者が、経済性の良い作業モード（エコモード）を選択し、エコモードから他のモードに変更することを制限することができ、経済性の良い作業をオペレータに確実に実行させることができる。逆に、作業モードの変更を許可する場合（すなわち、通常の場合）には、オペレータは作業効率の良い作業モードを適宜選択して、良好な作業性を確保することができる。

また、変更管理部４０は、暗証番号を入力する操作によって、作業モードの変更を管理するようになっているので、変更管理部４０による作業モードの変更の制限を容易に行なうことができる。また、暗証番号を入力する装置として予め作業機械に搭載されている操作ボタンや操作パネル等を利用すれば、コストを廉価に抑え、かつ簡素な構成により変更管理部４０を設けることができる。

また、本制御装置によれば、作業モードとしてエコモードをそなえているので、このエコモードを選択することにより、エンジンの燃費を向上させ、また、騒音を低減することができる。
また、作業モードとしてエコモードが選択されている場合に、多量の作動油流量を必要とする油圧モータ（モータ型アクチュエータ）が作動した場合には、変更管理部４０により作業モードの選択（変更）が制限されていても、エコモードを一時的に解除された状態にできるので、作業性を著しく向上させることができる。

つまり、例えば作業装置を用いた掘削作業中に走行装置を用いて作業機械を移動させたいような場合に、オーナによって作業モードがエコモードのみに制限されていたとしても、一時的に通常モードでエンジンを制御することができるため、走行装置の走行速度を上昇させることができる。また、作動に一定の流量を必要とするツールをアタッチメントとして装着した作業機械においても同様であり、ツールの作業性を向上させることができる。

したがって、オーナがエコモードの設定を行ない、オペレータによってその設定が解除されることを制限した場合であっても、オペレータは支障なく作業を行なうことができ、経済面と作業効率の面とを両立して向上させることができる。
さらに、作動状態検出手段として操作レバー３０ａを利用しているので、容易かつ確実に油圧アクチュエータ４ａ，４ｂの作動状態を把握することができる。

〔その他〕
以上、本発明の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ず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、本実施形態では、操作レバー３０ａにレバーセンサ３１を設けてレバー操作量Ｌを計ることで、作業に大量の作動油が必要であるか否かを判断しているが、油圧回路に圧力センサを設けて、油圧アクチュエータ４ａ，４ｂが有負荷状態であるか無負荷状態であるかを検出し、作業に大量の作動油が必要であるか否かを判断しても良い。

この場合、本発明が適用される油圧回路として、例えば図７に示すような構成が考えられる。なお図７において、上述の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。
この油圧回路は、制御弁３と油圧モータ４ａとの間の油圧回路上に圧力センサ５０を介装した構成となっている。圧力センサ５０は、油圧モータ４ａへ供給される（あるいは油圧モータ４ａから排出される）作動油圧を検出し、この油圧情報をエンジンコントローラ１０へ出力するようになっている。

また、エンジンコントローラ１０内において変更管理部４０は、圧力センサ５０から入力された油圧情報（すなわち、作動油圧の大きさ）に基づいて、油圧モータ４ａに大容量の作動油が必要な状態であるか否かを判定するようになっている。
このような構成の作業機械の制御装置においても、上述の実施形態と同様、油圧モータ４ａの作動状態を把握することができる。

また、変更管理手段は、オーナ等の管理権限を有する特定の人物以外による作業モードの変更を制限できるものであれば、本実施形態で説明したものに限られない。例えば、本実施形態における暗証番号の代わりに指紋を用いて、オーナ等であるか否かを識別する指紋認証装置であっても良い。
もしくは、キースイッチ（変更禁止スイッチ）を適宜の場所に設けて、キーで施錠及び解除（所定の操作）するものであっても良い。キースイッチは、例えばオーナのみが所有する特殊な鍵に対応するシリンダスイッチや、鍵付きボックス内に備えられた押しボタン式スイッチ等で構成されていることが好ましい。

この場合の変更管理手段の処理機能を図８に示すフローチャートを用いて説明する。図８は、変更管理手段として、キースイッチを備えた制御装置において、モード変更が制限されているか許可されているかを示すフラグ（モード変更管理フラグ）Ｆを設定するためのフローである。なお、このフラグＦの初期値は０に設定されているものとする。
まず、ステップＣ１０において、キースイッチがＯＮされているか否かを判断する。ＯＮされていればステップＣ２０に進み、ＯＮされていなければステップＣ３０に進む。

ステップＣ２０では、モード変更管理フラグＦの信号を１に設定し、作業モード選択スイッチ２０によるモード変更を制限（禁止）する。
一方、ステップＣ３０では、モード変更管理フラグＦの信号を０に設定し、作業モード選択スイッチ２０によるモード変更を許可する。なお、モード変更管理フラグＦは０で許可を示し、１で禁止を示す。
以下はこの処理を繰り返す。
つまり、本フローにおいては、キースイッチのオン／オフによってモード変更管理フラグＦの値が設定されることになる。

このように、変更管理手段をキースイッチとして構成することで、本制御装置を簡素な構成で容易にモード変更を制限することができる。さらに、キーをオーナや作業現場監督者等の機械管理者が保持していれば、機械管理者により選択されたモード変更手段による設定が管理権限を有さない他者によって変更されることを確実に制限することができる。

つまり、機械管理者による作業モードの管理が容易となり、作業機械の利便性を向上させることができる。
また、作業モードの選択作業モードを選択する作業モード選択スイッチ２０がモニタ等（例えば、本実施形態ではインスツルメントパネル）の表示部に表示されて、オペレータがそのスイッチを押すことにより作業モードを選択することができる構成において、変更管理手段により作業モードの変更が制限されている場合には、モニタ等にスイッチを表示させないようにして、そもそもオペレータが作業モードを選択できないようにさせても良い。

また、変更管理部４０の一時解除の処理手順について、本実施形態ではフラグの信号を変更せず、一時的に作業モードを変更することによって、変更の制限を実質的に一時解除するもの（言い換えれば、一時解除しているとみなしたもの）であったが、実際にフラグの信号を変更して一時解除する処理手順であっても勿論良い。
また、便宜上、作業モードとして通常モードとエコモードの２種類をそなえている場合について説明したが、作業内容やアタッチメントの種類に応じたその他複数の作業モードそなえていることが好ましい。

さらに、本実施形態では、代表的な作業機械である油圧ショベルに本発明の作業機械の制御装置を適用した場合について説明したが、油圧ショベル以外の作業機械にも勿論適用することができる。

本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置が適用された油圧回路の構成を示す模式的構成図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置における変更管理手段の制御順序を示すフローチャート図である。 本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置におけるコントローラの制御順序を示すフローチャート図である。 本発明の一実施形態に係る作業装置の制御装置において用いられる作業モードを説明するための表である。 本発明の一実施形態に係る作業装置の制御装置を備えた作業機械のオペレータ室内の構成を示す模式的斜視図である。 本発明の一実施形態に係る作業装置の制御装置を備えた作業機械の全体構成を示す模式的斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係る作業機械の制御装置が適用された油圧回路の構成を示す模式的構成図である。 本発明のその他の実施形態に係る作業機械の制御装置における変更管理手段の制御順序を示すフローチャート図である。 従来技術にかかる作業装置の油圧回路及び制御装置の構成を示す模式的構成図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 油圧ポンプ
３ 制御弁
４ａ 油圧モータ（モータ型アクチュエータ，油圧アクチュエータ）
４ｂ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）
５ エンジン回転数ダイヤル
６ 作業モード選択スイッチ（モード選択手段）
７，１０ コントローラ（制御装置）
８ａ，８ｂ オイルタンク
２０ インスツルメントパネル（作業モード選択スイッチ，モード選択手段，操作パネル，暗証番号出力手段）
３０ａ 操作レバー（操作部材）
３０ｂ 操作ペダル（操作部材）
３１ レバーセンサ（作動状態検出手段，操作部材の操作量を検出するセンサ）
４０ 変更管理部（変更管理手段）
４１ 作業モード記憶部（作業モード記憶手段）
４２ エンジン回転数制御部（エンジン回転数制御手段）
５０ 圧力センサ（作動状態検出手段）
１００ 油圧ショベル（作業機械）
１０１ 下部走行体（走行装置）
１０２ 上部旋回体
１０３ 作業装置
１０４ オペレータ室
Ｆ 作業モード変更管理フラグ
Ｆｍ 作業モードフラグ
Ｌ 操作レバーの操作量

Claims (7)

1. 作業機械の駆動源としてのエンジンを制御する制御装置であって、
   作業内容に応じた該エンジンの目標回転数が予め設定された複数の作業モードを記憶する作業モード記憶手段と、
   該作業モード記憶手段に記憶された該複数の作業モードのうちの何れか一つを選択するモード選択手段と、
   所定の操作に基づき、該モード選択手段における該選択の変更を制限或いは許可する変更管理手段と、
   該エンジンの回転数を該モード選択手段で選択された該作業モードの目標回転数に制御するエンジン回転数制御手段とを備えた
   ことを特徴とする、作業機械の制御装置。
2. 該作業モード記憶手段は、少なくとも該複数の作業モードとして、該エンジンの通常運転時における目標回転数を設定する通常モードと、該通常モードよりも低回転の目標回転数を設定するエコモードと、を記憶する
   ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の制御装置。
3. ユーザ操作により入力された暗証番号を該変更管理手段へ出力する暗証番号出力手段を備え、
   該変更管理手段は、該暗証番号の入力操作に基づいて該モード選択手段における該選択の変更を制限或いは許可する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械の制御装置。
4. 該作業モードの変更を禁止する変更禁止スイッチを備え、
   該変更管理手段は、該変更禁止スイッチが操作されているときに、該モード選択手段における該選択の変更を制限する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械の制御装置。
5. 該作業機械には、油圧駆動式の作業装置が搭載されるとともに、
   該エンジンに駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、
   該油圧ポンプから吐出された該作動油により作動して該作業装置を駆動するモータ型アクチュエータと、
   該モータ型アクチュエータの作動状態が所定の作動油流量を必要とする状態であるか否かを判定する作動状態検出手段とを備え、
   該変更管理手段は、該モード選択手段において該エコモードが選択され且つ該モード選択手段における該選択の変更を制限している場合に、該作動状態検出手段において該作動状態が該所定の作動油流量を必要とする状態であると判定されたら、該モード選択手段における該選択の変更の制限を解除する
   ことを特徴とする、請求項２〜４の何れか１項に記載の作業機械の制御装置。
6. 該作業機械のオペレータの操作により該モータ型アクチュエータの作動量を設定する操作部材を備え、
   該作動状態検出手段は、該操作部材の操作量を検出するセンサとして構成されるとともに、該操作部材の操作量が予め設定された所定の操作量を超えている場合に、該モータ型アクチュエータの作動状態が該所定の作動油流量を必要とする状態であると判定する
   ことを特徴とする、請求項５記載の作業機械の制御装置。
7. 該モータ型アクチュエータと該油圧ポンプとを接続する油圧回路を備え、
   該作動状態検出手段は、該油圧回路上に配設され、該油圧回路の圧力を検出する圧力センサとして構成されるとともに、該圧力センサで検出された圧力が予め設定された所定の圧力を超えている場合に、該モータ型アクチュエータの作動状態が該所定の作動油流量を必要とする状態であると判定する
   ことを特徴とする、請求項５記載の作業機械の制御装置。

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