JP6076013B2

JP6076013B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP6076013B2
Application number: JP2012212265A
Authority: JP
Inventors: 孝夫南條; 浩司上田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: JP2014066075A

Description

本発明は、油圧ショベルなどの建設機械の動力源の制御に関する。

エンジンを２つ備える建設機械が特許文献１に記載されている。２つのエンジンを備える建設機械とすることで、１つ当りのエンジンを小型化することができる。大型のディーゼルエンジンの場合、技術面・コスト面において排ガス規制に対応するのが難しいが、エンジンを小型化することで排ガス規制に対応しやすい。特許文献１に記載の発明（２つのエンジンを備える建設機械としたこと）の効果はここにある。

特開２０１０−７７７２７号公報

建設機械の一つである油圧ショベルは、そのブーム・アーム・バケット・クローラなどをそれぞれ油圧アクチュエータで動作させる。これら油圧アクチュエータの油圧源は油圧ポンプであり、油圧ポンプの動力源はエンジン（内燃機関）である。なお、電動機でエンジンをアシストするハイブリッド式の建設機械もある（特許文献１に記載の建設機械は、ハイブリッド式である）。

ここで、油圧アクチュエータのうち最も大きな動力を必要とするのはクローラを駆動する走行用油圧モータである。走行用油圧モータを除く油圧アクチュエータの必要動力を全て足し合わせても走行用油圧モータの必要動力のほうが大きい。そのため、エンジンを１つ搭載した通常の油圧ショベルでは、走行用油圧モータの必要動力からエンジンの出力を決定する。

エンジンの効率は、一般的に高出力側のほうが高く、低出力側では低くなる。そのため、エンジンを１つ搭載した上記油圧ショベルでは、作業状態の平均負荷が小さい場合に、エンジンの効率の低い運転領域を使用することになり、エンジンの平均効率も低下する。

特許文献１に記載の発明（２つのエンジンを備える建設機械）は、大型エンジンでの排ガス規制対応を回避することを課題とする発明であり、２つのエンジンの有効な制御方法には特に触れられていない。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のエンジンを備える建設機械において、これらエンジンの有効な制御方法を提案するとともに、燃費の良い建設機械を提供することである。

本発明は、複数の油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプを少なくともエンジンで駆動する建設機械に関するものである。前記エンジンは、第１エンジンと、前記第１エンジンにクラッチを介して連結される第２エンジンと、を有する。この建設機械には、前記第１エンジンと前記第２エンジンとを同時に駆動して当該第１エンジンおよび当該第２エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン同時駆動モードと、前記第２エンジンを駆動せずに前記第１エンジンを駆動して当該第１エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン片側駆動モードと、の切替えを行うコントローラが搭載されている。

本発明によると、第１エンジンと第２エンジンとを同時に駆動して油圧ポンプを駆動するエンジン同時駆動モードと、第２エンジンを駆動せずに第１エンジンを駆動して油圧ポンプを駆動するエンジン片側駆動モードと、の間でモード切替えが行えることで、第２エンジンを停止しての油圧ポンプの駆動制御が可能となる。また、第１エンジンに関しては、エンジン効率が高い高出力側での運転割合を増加させることができる。これらにより、全体としてエンジンの燃料消費を抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの動力源システムを示す図である。図１に示した動力源システムのエンジン駆動モードの選択ロジックを示すフローチャートである。図１に示した動力源システムのエンジン駆動モードの切替え判定マップを示す図である。油圧アクチュエータの駆動要求動力と蓄電装置のＳＯＣとによるエンジン駆動モード切替えの状態遷移の一例を示す図である。図１に示した動力源システムの変形例を示す図である。図１に示した動力源システムの変形例を示す図である。本発明の第２実施形態に係る油圧ショベルの動力源システムを示す図である。図７に示した動力源システムのエンジン駆動モードの選択ロジックを示すフローチャートである。図７に示した動力源システムにおいて、エンジン個別同時駆動モードが選択された場合の第２エンジンおよび第２油圧ポンプへの指令決定ロジックを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明は、各種の建設機械のうち例えば油圧ショベルに適用される。

（第１実施形態）
図１〜図４を参照しつつ本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態の油圧ショベル１０１は、エンジン（１、２）と電動機（５、１０）（蓄電装置８）とを動力源とするハイブリッド式の油圧ショベルである。

（システム構成）
油圧ショベル１０１は、ブームシリンダ１１ａ・アームシリンダ１１ｂ・バケットシリンダ１１ｃ・走行用右モータ１１ｄ・走行用左モータ１１ｅ、という油圧アクチュエータを備えている。ブームシリンダ１１ａ・アームシリンダ１１ｂ・バケットシリンダ１１ｃは、それぞれ、ブーム・アーム・バケットを動作させるための油圧アクチュエータである。走行用右モータ１１ｄ・走行用左モータ１１ｅは、クローラを駆動するための油圧アクチュエータである。

これら油圧アクチュエータの油圧源は油圧ポンプ３である。油圧ポンプ３は、第１油圧ポンプ３ａ・第２油圧ポンプ３ｂという２つの可変容量型の油圧ポンプで構成される。また、これら油圧アクチュエータは、コントロールバルブ４により制御される。なお、油圧ポンプ３は、２つの油圧ポンプではなく、１つの油圧ポンプであってもよい。

油圧ショベル１０１の上部旋回体１６は旋回電動機１０によって駆動される。この上部旋回体１６は減速機１７を介して旋回電動機１０に接続されている。また、旋回電動機１０はインバータ７を介して蓄電装置８に接続されている。蓄電装置８は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などのバッテリである。旋回電動機１０は、蓄電装置８に蓄えられた電力により駆動される。上部旋回体１６に制動をかける際は、旋回電動機１０を発電機として作動させ、回生電力を蓄電装置８に充電する。

油圧ポンプ３の動力源は、第１エンジン１・第２エンジン２という２つのエンジン（内燃機関）と、発電電動機５（蓄電装置８）とである。発電電動機５は、蓄電装置８に蓄えられた電力により、主として第１エンジン１をアシストして油圧ポンプ３を駆動するものであり、インバータ６を介して蓄電装置８に接続されている。エンジンの負荷に余裕のあるときは、エンジン出力の一部を用いて発電電動機５で発電し蓄電装置８に充電する。このように、蓄電装置８は、発電電動機５および旋回電動機１０によって発電された電力を充放電する。

油圧ポンプ３および発電電動機５は、第１エンジン１のエンジン軸１４に接続されている。第１エンジン１のエンジン軸１４と第２エンジン２のエンジン軸１５とは動力結合機構１３によって接続されている。動力結合機構１３と第２エンジン２との間のエンジン軸１５にはクラッチ１２が設けられている。第２エンジン２は、第１エンジン１に対してクラッチ１２により接続・切断が可能となっている。クラッチ１２により第１エンジン１から切断された第２エンジン２は、停止させることができる制御構成とされている。

クラッチ１２は、例えば、外部から能動的に（電気力で）接続・切断を行う形式のクラッチである。なお、第２エンジン２の動力で第１エンジン１をアシストする回転方向のみ接続の状態となる（接続・切断に電気力を用いない）形式のクラッチ（ワンウェイクラッチ）を用いてもよい。

第１エンジン１は、例えば、油圧ショベル１０１の各種作業形態の中で、作業頻度の高い中負荷作業での平均要求動力を出力できるレベルの出力を持つエンジンとされる。第２エンジン２は、例えば、第１エンジン１のエンジン出力との合計で、各種作業形態の中で平均要求動力が最大となる作業形態での平均動力を出力できるレベルの出力を持つエンジンとされる。

第１エンジン１・第２エンジン２・クラッチ１２・発電電動機５・旋回電動機１０・蓄電装置８などは、コントローラ９によって制御される。

（駆動モード）
本実施形態の油圧ショベル１０１（コントローラ９）は、エンジン同時駆動モード、エンジン片側駆動モードという２つのエンジン駆動モードを有している。

エンジン同時駆動モードは、第１エンジン１と第２エンジン２とを同時に駆動して当該第１エンジン１および第２エンジン２で油圧ポンプ３を駆動するモードである。詳細には、第１エンジン１と第２エンジン２とをクラッチ１２で接続（連結）した状態で同時に駆動する。本実施形態では、発電電動機５も加わり、第１エンジン１、第２エンジン２、および発電電動機５で油圧ポンプ３を駆動する。

エンジン片側駆動モードは、第２エンジン２を駆動せずに第１エンジン１を駆動して当該第１エンジン１で油圧ポンプ３を駆動するモードである。詳細には、第１エンジン１から第２エンジン２をクラッチ１２で切り離すとともに第２エンジン２を停止させた状態で、すなわち、エンジンに関しては第１エンジン１のみで油圧ポンプ３を駆動する。本実施形態では、発電電動機５も加わり、第１エンジン１、および発電電動機５で油圧ポンプ３を駆動する。

（駆動モードの切替え）
コントローラ９によるエンジン同時駆動モードとエンジン片側駆動モードとの切替え制御について図２、３を参照しつつ説明する。

エンジン駆動モードの切替え判定に用いる状態量は、（１）蓄電装置８の充電率（ＳＯＣ）、（２）蓄電装置８の温度およびＳＯＣにより決まる放電可能電力、（３）油圧アクチュエータを動作させるのに必要な駆動要求動力の積算値、という３つの状態量である。

図２に示したように、これら各状態量に基づくモード選択のうち、少なくとも１つのモード選択でエンジン同時駆動モードとなった場合、エンジン同時駆動モードで運転を行う。それ以外の場合（各状態量に基づくモード選択ですべてエンジン片側駆動モードとなった場合）、エンジン片側駆動モードで運転を行う。

（１）蓄電装置８のＳＯＣに基づくモード選択
図２および図３（ａ）に示したように、コントローラ９は、蓄電装置８のＳＯＣを監視する（検出する）（Ｓ１（ステップ１））。そして、蓄電装置８のＳＯＣがＳＯＣ第１閾値以上の場合にはエンジン片側駆動モードを選択し、ＳＯＣ第１閾値よりも低いＳＯＣ第２閾値以下の場合にはエンジン同時駆動モードを選択する（Ｓ２）。

なお、値の異なる２つの閾値を用いずに１つの閾値を用いてモード選択を行ってもよい。例えば、蓄電装置８のＳＯＣがＳＯＣ閾値以上の場合にはエンジン片側駆動モードを選択し、ＳＯＣ閾値以下の場合にはエンジン同時駆動モードを選択するようにしてもよい。また、蓄電装置８のＳＯＣがＳＯＣ閾値以上の値を一定時間継続した場合にはエンジン片側駆動モードを選択し、ＳＯＣ閾値以下の値を一定時間継続した場合にはエンジン同時駆動モードを選択するようにしてもよい（後述する、蓄電装置８の放電可能電力に基づくモード選択においても同様）。

さらには、蓄電装置８のＳＯＣがＳＯＣ第１閾値以上の値を一定時間継続した場合にはエンジン片側駆動モードを選択し、ＳＯＣ第１閾値よりも低いＳＯＣ第２閾値以下の値を一定時間継続した場合にはエンジン同時駆動モードを選択するようにしてもよい（後述する、蓄電装置８の放電可能電力に基づくモード選択においても同様）。

（２）蓄電装置８の放電可能電力に基づくモード選択
図２および図３（ｂ）に示したように、コントローラ９は、蓄電装置８の放電可能電力を監視する（検出する）（Ｓ３）。そして、蓄電装置８の放電可能電力が電力第１閾値以上の場合にはエンジン片側駆動モードを選択し、電力第１閾値よりも低い電力第２閾値以下の場合にはエンジン同時駆動モードを選択する（Ｓ４）。

（３）油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値に基づくモード選択
図２および図３（ｃ）に示したように、コントローラ９は、油圧アクチュエータ（１１ａ〜１１ｅ）の駆動要求動力を検出する（Ｓ５）。そして、各油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値が動力第１閾値以上の値を一定時間継続した場合にはエンジン同時駆動モードを選択し、動力第１閾値よりも低い動力第２閾値以下の値を一定時間継続した場合にはエンジン片側駆動モードを選択する（Ｓ６）。

なお、各油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値が動力第１閾値以上の場合にはエンジン同時駆動モードを選択し、動力第１閾値よりも低い動力第２閾値以下の場合にはエンジン片側駆動モードを選択するようにしてもよい。

さらには、値の異なる２つの閾値を用いずに１つの閾値を用いてモード選択を行ってもよい。例えば、各油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値が動力閾値以上の場合にはエンジン同時駆動モードを選択し、動力閾値以下の場合にはエンジン片側駆動モードを選択するようにしてもよい。また、各油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値が動力閾値以上の値を一定時間継続した場合にはエンジン同時駆動モードを選択し、動力閾値以下の値を一定時間継続した場合にはエンジン片側駆動モードを選択するようにしてもよい。

（エンジン駆動モード切替えの状態遷移の一例）
油圧アクチュエータの駆動要求動力と蓄電装置８のＳＯＣとによるエンジン駆動モード切替えの状態遷移の一例について図４を参照しつつ説明する。

油圧ショベル１０１運転開始後の前半の時間帯は、運転開始時の蓄電装置８のＳＯＣが高いことから、第１エンジン１のみで駆動するエンジン片側駆動モードでの制御となっている。第１エンジン１はほぼ最大出力領域のみでの運転となっており、第１エンジン１は効率として最も高効率な運転状態にある。このとき、第２エンジン２はクラッチ１２により切り離されて停止しており、その燃料消費はゼロである。

油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値が第１エンジン１の最大出力を超えている領域では、蓄電装置８の電力を動力源として発電電動機５の電動作用により第１エンジン１をアシストする。また、油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値が第１エンジ１ンの最大出力よりも小さい場合には、発電電動機５の発電作用により蓄電装置８の充電を行うことで、エンジンアシストすることで減少した蓄電装置８のＳＯＣを回復させる。これらにより、第１エンジン１をほぼ最大出力領域のみでの運転とすることができる。

油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値の平均値が第１エンジン１の最大出力以下であれば第２エンジン２を駆動することなく、第１エンジン１のみの駆動で連続作業できる。しかしながら、エンジンアシストによる蓄電装置８の放電量がその充電量よりも多い場合には、蓄電装置８のＳＯＣは徐々に減少していき、この状態を続ければ電力供給不足となり、油圧アクチュエータの必要動力を下げる（油圧ショベル１０１の作業能力を落とす）ことが必要になる。そこで、ＳＯＣが閾値（ＳＯＣ第２閾値）以下になった場合には、エンジン同時駆動モードへの切替えを行い、第１エンジン１および第２エンジン２の両方を駆動し、負荷（油圧アクチュエータの駆動要求動力）に対して両方のエンジンの合計動力を供給する。このとき、エンジン出力の最大値の合計が、油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値よりも大きい場合には、発電電動機５の発電能力または蓄電装置８の充電能力の範囲内で発電電動機５の発電作用により蓄電装置８への充電を行うことで蓄電装置８のＳＯＣを回復させるとともに、各エンジン出力を高出力域に持っていき、エンジンの効率の高い領域での運転を行うことで、全体として油圧ショベル１０１の燃料消費量を抑える。蓄電装置８のＳＯＣが回復し、閾値（ＳＯＣ第１閾値）以上になった場合には、エンジン片側駆動モードへの切替えを行い、第１エンジン１のみでの運転に戻る。

（作用効果）
本実施形態の油圧ショベル１０１によると、第１エンジン１と第２エンジン２とを同時に駆動して油圧ポンプ３を駆動するエンジン同時駆動モードと、第２エンジン２を駆動せずに第１エンジン１を駆動して油圧ポンプ３を駆動するエンジン片側駆動モードと、の間でモード切替えが行えることで、第２エンジン２を停止しての油圧ポンプ３の駆動制御が可能となる。また、第１エンジン１に関しては、エンジン片側駆動モードにより、エンジン効率が高い高出力側での運転割合を増加させることができる。これらにより、従来よりもエンジンの燃料消費を抑えることができる。

また、コントローラ９により油圧アクチュエータ（１１ａ〜１１ｅ）の動力負荷状態に応じて、エンジン同時駆動モードとエンジン片側駆動モードとの切替えを行うことにより、作業能力を落とすことなく油圧ショベル１０１の連続稼働を行うことができる。

また、油圧アクチュエータ（１１ａ〜１１ｅ）の動力負荷状態として、油圧アクチュエータを動作させるのに必要な動力の積算値を指標とし、第１閾値・第２閾値という異なる２つの閾値を用いることで、エンジン駆動モードの切替わりが頻繁に起こることを防止することができる（蓄電装置８のＳＯＣ、および放電可能電力に基づくモード選択において、異なる２つの閾値を用いることに関しても同様）。

また、油圧ポンプ３を駆動する発電電動機５、および発電電動機５によって発電された電力を充放電する蓄電装置８（動力供給源としての蓄電装置）をさらに備える油圧ショベル１０１とし、蓄電装置８の充電率（ＳＯＣ）に応じて、エンジン同時駆動モードとエンジン片側駆動モードとの切替えを行う制御を行うことで、発電電動機５でエンジンを効率よくアシストすることができ、第１エンジン１および第２エンジン２の最大出力を、発電電動機５または蓄電装置８の容量を加味してより小さいものとすることができる。また、第１エンジン１および第２エンジン２のエンジン効率が高い領域で両エンジンを稼働させることができる。これらにより、燃料消費をより抑えることができる。

なお、発電電動機５および蓄電装置８を備える本実施形態の油圧ショベル１０１の場合、油圧アクチュエータの駆動要求動力の積算値に基づく、エンジン片側駆動モードからエンジン同時駆動モードへの切替えに用いる閾値（動力閾値）は、第１エンジン１の最大出力以上の値とすることが好ましい。これにより、第１エンジン１および第２エンジン２の両エンジンに関して、エンジン効率が高い高出力側での運転割合をより増加させることができる。

さらに、本実施形態では、蓄電装置８の放電可能電力が小さい場合には、エンジン同時駆動モードを選択する制御を行っている。エンジン始動直後など、蓄電装置８の温度が低い（放電可能電力が小さい）場合には、エンジン同時駆動モードが選択されて第１エンジン１と第２エンジン２とが両方稼働することにより、油圧ショベル１０１の作業能力が落ちることを防止することができる。

（変形例１）
図５は、図１に示した第１実施形態の動力源システムの変形例を示す図である。

本変形例に係る油圧ショベル１０２では、第２エンジン２のエンジン軸１５に発電電動機５を接続している。より具体的には、本変形例では、第２エンジン２とクラッチ１２との間のエンジン軸１５に発電電動機５を接続している。

本変形の場合、コントローラ９によるエンジン駆動モードの切替えは、例えば「蓄電装置８のＳＯＣに基づくモード選択」を除き、第１実施形態の動力源システムと同じである。

なお、クラッチ１２と動力結合機構１３との間のエンジン軸１５に発電電動機５を接続してもよい。本変形の場合、エンジン駆動モードの切替えは、第１実施形態の動力源システムと同じである。

（変形例２）
図６は、図１に示した第１実施形態の動力源システムの変形例を示す図である。

本変形例に係る油圧ショベル１０３では、電動機ではなく油圧モータ１１ｆで上部旋回体を作動させる。この油圧ショベル１０３は、図１に示した発電電動機５、インバータ（６、７）、蓄電装置８（動力供給源としての蓄電装置）を有さない、純油圧駆動のショベルである。

本変形の場合、コントローラ９によるエンジン駆動モードの切替えは、油圧アクチュエータ（１１ａ〜１１ｆ）の動力負荷状態に応じて行うことになる。具体的には、図２において、Ｓ１〜Ｓ４がない、すなわち、Ｓ５、Ｓ６のみの選択ロジックとなる。切替え判定は、例えば、図３（ｃ）の切替え判定マップを用いる。

（第２実施形態）
図７〜図９を参照しつつ本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態の油圧ショベル１０４は、第１実施形態の油圧ショベル１０１と同様、エンジン（１、２）と電動機（５、１０）（蓄電装置８）とを動力源とするハイブリッド式の油圧ショベルである。第１実施形態と同様の機器については同一の符号を付している。以下、第１実施形態との相違点を主に説明する。

（システム構成）
本実施形態では、油圧ポンプ３のうちの第１油圧ポンプ３ａは、第１エンジン１のエンジン軸１４に接続されている。第２油圧ポンプ３ｂは、第２エンジン２のエンジン軸１５に接続されている。第１エンジン１のエンジン軸１４と第２エンジン２のエンジン軸１５との間にはクラッチ１８が設けられている。第２エンジン２とクラッチ１８との間のエンジン軸１５にはクラッチ１９が設けられている。なお、発電電動機５は、第１実施形態と同様に、第１エンジン１のエンジン軸１４に接続されている。

第２エンジン２は、第１エンジン１に対してクラッチ１８・１９により接続・切断が可能となっている。第１エンジン１から切断された第２エンジン２は、停止させることができる制御構成とされている。クラッチ１８・１９は、例えば、外部から能動的に（電気力で）接続・切断を行う形式のクラッチである。なお、ワンウェイクラッチを用いてもよい。

（駆動モード）
本実施形態の油圧ショベル１０４（コントローラ９）は、エンジン連結同時駆動モード、エンジン片側駆動モード、およびエンジン個別同時駆動モードという３つのエンジン駆動モードを有している。エンジン連結同時駆動モードおよびエンジン個別同時駆動モードは、いずれも、２つのエンジン（１、２）を同時に駆動するモードである。

エンジン連結同時駆動モードは、第１エンジン１と第２エンジン２とをクラッチ１８・１９で連結した状態で同時に駆動して当該第１エンジン１および第２エンジン２で油圧ポンプ３（３ａおよび３ｂ）を駆動するモードである。本実施形態では、発電電動機５も加わり、第１エンジン１、第２エンジン２、および発電電動機５で油圧ポンプ３（３ａおよび３ｂ）を駆動する。

エンジン片側駆動モードは、クラッチ１９を切断しクラッチ１８を接続して、第２エンジン２を駆動せずに第１エンジン１を駆動して当該第１エンジン１で油圧ポンプ３（３ａおよび３ｂ）を駆動するモードである。第２エンジン２は停止させる。すなわち、エンジンに関しては第１エンジン１のみで油圧ポンプ３（３ａおよび３ｂ）を駆動する。本実施形態では、発電電動機５も加わり、第１エンジン１、および発電電動機５で油圧ポンプ３（３ａおよび３ｂ）を駆動する。

エンジン個別同時駆動モードは、クラッチ１９を接続しクラッチ１８を切断して、第１エンジン１と第２エンジン２とを個別に同時駆動するモードである。第１エンジン１および第２エンジン２は、それぞれ個別の回転数で制御することができる。本実施形態では、発電電動機５も加わり、第１エンジン１、および発電電動機５で第１油圧ポンプ３ａを駆動する。また、第２エンジン２で第２油圧ポンプ３ｂを駆動する。

（駆動モードの切替え）
コントローラ９によるエンジンエンジン連結同時駆動モードとエンジン片側駆動モードとエンジン個別同時駆動モードとの切替え制御について図８、９などを参照しつつ説明する。

エンジン連結同時駆動モードまたはエンジン個別同時駆動モード（エンジン同時駆動モード）と、エンジン片側駆動モードとの間でのエンジン駆動モードの切替え判定に用いる状態量は、（１）蓄電装置８の充電率（ＳＯＣ）、（２）蓄電装置８の温度およびＳＯＣにより決まる放電可能電力、（３）油圧アクチュエータを動作させるのに必要な駆動要求動力の積算値、という３つの状態量である。

エンジン連結同時駆動モードまたはエンジン個別同時駆動モード（エンジン同時駆動モード）と、エンジン片側駆動モードとの間での具体的な切替え制御の例は、図２、３に示した第１実施形態のものと同様であるため、その説明を省略する。

エンジン片側駆動モードが選択されなかった場合、エンジン連結同時駆動モードまたはエンジン個別同時駆動モードが選択されることになる。ここでは、エンジン連結同時駆動モードとエンジン個別同時駆動モードとの間での切替え制御の例について説明する。

図８に示したように、エンジン個別同時駆動モードは、第２油圧ポンプ３ｂの必要駆動動力が第２エンジン２の出力範囲内（第２エンジン２の最大出力よりも小さい）であり（Ｓ７）、かつ、第２油圧ポンプ３ｂの必要吐出流量が第１エンジン１の回転数での第２油圧ポンプ３ｂの最大吐出流用よりも小さい場合に（Ｓ８）、選択される（エンジン連結同時駆動モードからエンジン個別同時駆動モードへ切替わる）。第２油圧ポンプ３ｂの必要吐出流量が第１エンジン１の回転数での第２油圧ポンプ３ｂの最大吐出流用よりも小さい場合とは、換言すれば、第２油圧ポンプ３ｂが必要流量を出すための第２エンジン２の回転数を第１油圧ポンプ３ａが必要流量を出すための第１エンジン１の回転数よりも低くすることができる場合、ということでもある。このとき、第２エンジン２の回転数はコントローラ９により第１エンジン１の回転数よりも低くされる。なお、Ｓ７またはＳ８にて「Ｎｏ」となった場合、エンジン連結同時駆動モードが選択される。

（第２エンジンおよび第２油圧ポンプへの指令決定ロジック）
エンジン個別同時駆動モードが選択された場合の第２エンジン２への回転数指令および第２油圧ポンプ３ｂへの傾転（容量）指令の決定ロジックについて図９を参照しつつ説明する。

コントローラ９は、第２油圧ポンプ３ｂの必要駆動動力（ＰＷ_Ｐ２_ｒ[Ｗ]）を検出し（Ｓ１）、動力制限による第２エンジン２の回転数の下限値（ＥＧ２_ｍｉｎ_ｐｗ[ｍｉｎ^−１]）を算出する（Ｓ２）。
ＰＷ_Ｐ２_ｒ＝ＥＧ１_ｒ×Ｐ２ｐ×Ｐ２ｑ_ｒ×６０
ＥＧ２_ｍｉｎ_ｐｗ＝ＰＷ_Ｐ２_ｒ／ＥＧ２_ｔｒｑ_ｍａｘ×６０／２π
ＥＧ１_ｒ：第１エンジン１への回転数指令[ｍｉｎ^−１]
Ｐ２ｐ：第２油圧ポンプ３ｂの油圧[ＭＰａ]
Ｐ２ｑ_ｒ：第１エンジン１の回転数での第２油圧ポンプ３ｂへの容量指令[ｃｃ／ｒｅｖ]
ＥＧ２_ｔｒｑ_ｍａｘ：第２エンジン２の制御上の最大トルク[Ｎｍ]

また、コントローラ９は、第２油圧ポンプ３ｂの必要流量（Ｐ２Ｑ_ｒ[Ｌ／ｍｉｎ]）を検出し（Ｓ３）。流量制限による２エンジン２の回転数の下限値（ＥＧ２_ｍｉｎ_Ｑ[ｍｉｎ^−１]）を算出する（Ｓ４）。
Ｐ２Ｑ_ｒ＝ＥＧ１_ｒ×Ｐ２ｑ_ｒ／１０００
ＥＧ２_ｍｉｎ_Ｑ＝Ｐ２Ｑ_ｒ／Ｐ２ｑ_ｍａｘ×１０００
Ｐ２ｑ_ｍａｘ：第２油圧ポンプ３ｂの最大容量（傾転）[ｃｃ／ｒｅｖ]

<第２エンジンへの回転数指令の決定>
第２エンジン２への回転数指令（ＥＧ２_ｓ[ｍｉｎ^−１]）は、ＥＧ２_ｍｉｎ_ｐｗとＥＧ２_ｍｉｎ_Ｑとの高位選択値とする（Ｓ５）。なお、ＥＧ２_ｓは、第１エンジン１の回転数よりも低い値である。
ＥＧ２_ｓ＝ｍａｘ（ＥＧ２_ｍｉｎ_ｐｗ、ＥＧ２_ｍｉｎ_Ｑ）
そして、コントローラ９は、第２エンジン２のエンジン回転数がＥＧ２_ｓの値となるように、第２エンジン２のエンジン回転数を制御する。

<第２油圧ポンプへの傾転（容量）指令の決定>
第２油圧ポンプ３ｂへの傾転（容量）指令値（Ｐ２ｑ_ｓ[ｃｃ／ｒｅｖ]）は以下の式により算出される（Ｓ６）。
Ｐ２ｑ_ｓ＝Ｐ２Ｑ_ｒ／ＥＧ２_ｓ／１０００

（作用効果）
エンジン連結同時駆動モードの場合、第１エンジン１と第２エンジン２とを同じ回転数にて制御することになる。一方、エンジン個別同時駆動モードでは、クラッチ１８により、第１エンジン１と第２エンジン２とが切り離されているため、第１エンジン１と第２エンジン２とで個別に回転数制御を行うことができる。これにより、エンジンの燃料消費をより抑えることができるようになる。

具体的には、第２油圧ポンプ３ｂの必要駆動動力が第２エンジン２の出力範囲内であり、かつ、第２油圧ポンプ３ｂが必要流量を出すための第２エンジン２の回転数を第１油圧ポンプ３ａが必要流量を出すための第１エンジン１の回転数よりも低くすることができる場合に、エンジン個別同時駆動モードに切替えるとともに、第２エンジン２の回転数を第１エンジン１の回転数よりも低くする制御を行う。これにより、第２油圧ポンプ３ｂおよび第２エンジン２の連れ回り損失を低減できる。また、第２油圧ポンプ３ｂの必要吐出流量を確保するために、第２エンジン２の回転数低下分を第２油圧ポンプ３ｂの傾転を上げることで補うことになり、第２油圧ポンプ３ｂの効率が向上する。これらにより、エンジンの燃料消費をより抑えることができる。なお、第１油圧ポンプ３ａおよび第２油圧ポンプ３ｂは、傾転を上げることで１回転当りの吐出量が増加し、傾転を下げると１回転当りの吐出量が減少する。傾転を上げたほうがポンプ効率は向上する。

（変形例）
図５に示した第１実施形態の変形例と同様に、第２実施形態（図７に示した動力源構成）の変形例として、第１エンジン１のエンジン軸１４ではなく、第２エンジン２のエンジン軸１５に発電電動機５を接続してもよい。

また、図６に示した第１実施形態の変形例と同様に、第２実施形態（図７に示した動力源構成）の変形例として、発電電動機５、インバータ（６、７）、蓄電装置８（動力供給源としての蓄電装置）を有さない、純油圧駆動の油圧ショベルとしてもよい。

１：第１エンジン
２：第２エンジン
３：油圧ポンプ
５：発電電動機
８：蓄電装置
９：コントローラ
１０：旋回電動機
１１ａ〜１１ｅ：油圧アクチュエータ
１２：クラッチ
１３：動力結合機構
１６：上部旋回体
１０１：油圧ショベル

Claims

複数の油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプを少なくともエンジンで駆動する建設機械において、
前記エンジンは、
第１エンジンと、
前記第１エンジンにクラッチを介して連結される第２エンジンと、を有し、
前記第１エンジンと前記第２エンジンとを同時に駆動して当該第１エンジンおよび当該第２エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン同時駆動モードと、前記第２エンジンを駆動せずに前記第１エンジンを駆動して当該第１エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン片側駆動モードと、の切替えを行うコントローラと、
前記第１エンジンまたは前記第２エンジンのエンジン軸に接続され、前記油圧ポンプを駆動する発電電動機と、
前記発電電動機によって発電された電力を充放電する蓄電装置と、
を備え、
前記コントローラは、前記油圧アクチュエータの動力負荷状態に基づくモード選択、および前記蓄電装置の充電率に基づくモード選択のうち、少なくとも１つのモード選択で前記エンジン同時駆動モードを選択した場合に、前記エンジン同時駆動モードを選択し、前記油圧アクチュエータの動力負荷状態に基づくモード選択、および前記蓄電装置の充電率に基づくモード選択のうちのいずれのモード選択においても前記エンジン片側駆動モードを選択した場合に、前記エンジン片側駆動モードを選択することを特徴とする、建設機械。
請求項１に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記油圧アクチュエータの動力負荷状態に基づくモード選択において、前記油圧アクチュエータを動作させるのに必要な動力の積算値が第１閾値以上の値を一定時間継続した場合には前記エンジン同時駆動モードを選択し、第１閾値よりも低い第２閾値以下の値を一定時間継続した場合には前記エンジン片側駆動モードを選択することを特徴とする、建設機械。
請求項１または２に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記蓄電装置の充電率に基づくモード選択において、前記蓄電装置の充電率が第１閾値以上の場合には前記エンジン片側駆動モードを選択し、第１閾値よりも低い第２閾値以下の場合には前記エンジン同時駆動モードを選択することを特徴とする、建設機械。
複数の油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプを少なくともエンジンで駆動する建設機械において、
前記エンジンは、
第１エンジンと、
前記第１エンジンにクラッチを介して連結される第２エンジンと、を有し、
前記第１エンジンと前記第２エンジンとを同時に駆動して当該第１エンジンおよび当該第２エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン同時駆動モードと、前記第２エンジンを駆動せずに前記第１エンジンを駆動して当該第１エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン片側駆動モードと、の切替えを行うコントローラと、
前記第１エンジンまたは前記第２エンジンのエンジン軸に接続され、前記油圧ポンプを駆動する発電電動機と、
前記発電電動機によって発電された電力を充放電する蓄電装置と、
を備え、
前記コントローラは、前記油圧アクチュエータの動力負荷状態に基づくモード選択、前記蓄電装置の充電率に基づくモード選択、および前記蓄電装置の温度および充電率により決まる放電可能電力に基づくモード選択のうち、少なくとも１つのモード選択で前記エンジン同時駆動モードを選択した場合に、前記エンジン同時駆動モードを選択し、前記油圧アクチュエータの動力負荷状態に基づくモード選択、前記蓄電装置の充電率に基づくモード選択、および前記放電可能電力に基づくモード選択のうちのいずれのモード選択においても前記エンジン片側駆動モードを選択した場合に、前記エンジン片側駆動モードを選択することを特徴とする、建設機械。
請求項４に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記放電可能電力に基づくモード選択において、前記放電可能電力が第１閾値以上の場合には前記エンジン片側駆動モードを選択し、第１閾値よりも低い第２閾値以下の場合には前記エンジン同時駆動モードを選択することを特徴とする、建設機械。
複数の油圧アクチュエータの油圧源となる油圧ポンプを少なくともエンジンで駆動する建設機械において、
前記エンジンは、
第１エンジンと、
前記第１エンジンにクラッチを介して連結される第２エンジンと、を有し、
前記第１エンジンと前記第２エンジンとを同時に駆動して当該第１エンジンおよび当該第２エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン同時駆動モードと、前記第２エンジンを駆動せずに前記第１エンジンを駆動して当該第１エンジンで前記油圧ポンプを駆動するエンジン片側駆動モードと、の切替えを行うコントローラを備え、
前記エンジン同時駆動モードは、
前記第１エンジンと前記第２エンジンとを前記クラッチで連結した状態で同時に駆動するエンジン連結同時駆動モードと、
前記クラッチを切断して前記第１エンジンと前記第２エンジンとを個別に同時駆動するエンジン個別同時駆動モードと、であり、
前記コントローラは、前記エンジン連結同時駆動モードと、前記エンジン片側駆動モードと、前記エンジン個別同時駆動モードと、の切替えを行うことを特徴とする、建設機械。
請求項６に記載の建設機械において、
前記油圧ポンプは、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとであり、
前記第１エンジンのエンジン軸に前記第１油圧ポンプが接続されており、
前記第２エンジンのエンジン軸に前記第２油圧ポンプが接続されていることを特徴とする、建設機械。
請求項７に記載の建設機械において、
前記第１エンジンまたは前記第２エンジンのエンジン軸に接続され、前記油圧ポンプを駆動する発電電動機と、
前記発電電動機によって発電された電力を充放電する蓄電装置と、
をさらに備えることを特徴とする、建設機械。
請求項７または８に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記第２油圧ポンプの必要駆動動力が前記第２エンジンの出力範囲内であり、かつ、前記第２油圧ポンプが必要流量を出すための前記第２エンジンの回転数を前記第１油圧ポンプが必要流量を出すための前記第１エンジンの回転数よりも低くすることができる場合、前記エンジン個別同時駆動モードに切替えるとともに、前記第２エンジンの回転数を前記第１エンジンの回転数よりも低くすることを特徴とする、建設機械。