| 【発明の名称】 |
建設機械のエンジン制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】古渡 陽一
【氏名】中村 恵一郎
【氏名】西村 正雄
【氏名】豊岡 司
【氏名】中村 剛志
【氏名】今野 繁哉
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| 【要約】 |
【課題】建設機械のエンジン制御装置において、回転数指示手段が指示する目標回転数が定格回転数よりも低いときでも、アクチュエータ負荷の変動によるエンジン回転数の変動を抑え、アクチュエータの制御精度及び操作性を向上でき、かつ軽負荷時或いは無負荷時のエンジン回転数の上昇を少なくし、騒音を低減し、燃費を向上する。
【解決手段】エンジンコントロールダイヤル２０と油圧ポンプ１の吐出圧の圧力センサ２２からの信号がコントローラ２１に入力され、ガバナレバー１２を動かしエンジン回転数を制御する。コントローラ２１は、基準目標回転数演算部１００、減速エンジン回転数演算部１０１、減算部１０２、最大値選択部１０３の各機能を有し、演算部１０１でポンプ吐出圧に応じた減速エンジン回転数を求め、基準目標回転数から減速エンジン回転数を引いた値を目標回転数とする。 |
【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回転駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動されるアクチュエータと、前記エンジンの基準目標回転数を指示する回転数指示手段とを備える建設機械のエンジン制御装置において、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧が第１設定値以上のときは、前記基準目標回転数を前記エンジンの目標回転数とし、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値よりも低いときは、前記基準目標回転数を基準として前記油圧ポンプの吐出圧の変化に応じて変化する第１補正目標回転数を求め、この第１補正目標回転数を前記エンジンの目標回転数とする第１目標回転数演算手段とを備え、この第１目標回転数演算手段で求めた目標回転数に応じて前記エンジンの回転数を制御することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項２】請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記第１目標回転数演算手段は、前記油圧ポンプの吐出圧から予め設定した関数関係に基づき減速エンジン回転数を計算する手段と、前記基準目標回転数から前記減速エンジン回転数を減算し前記第１補正目標回転数とする手段とを有することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項３】請求項２記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記関数関係は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値以上のときは、前記減速エンジン回転数は０であり、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値より低くなると前記減速エンジン回転数がその吐出圧の低下に従って増大するよう設定されていることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項４】請求項１記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記第１目標回転数演算手段は、前記油圧ポンプの吐出圧から予め設定した関数関係に基づき前記第１補正目標回転数を計算する手段と、前記基準目標回転数と前記第１補正目標回転数との小さい方を選択し前記エンジンの目標回転数とする手段とを有することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項５】請求項４記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記関数関係は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値以上のときは、前記第１補正目標回転数が定格回転数であり、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値より低くなると前記第１補正目標回転数がその吐出圧の低下に従って低下するよう設定されていることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記第１設定値は前記油圧ポンプの入力トルクが最大となる吐出圧であることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項７】請求項１項記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記アクチュエータが非作動状態になったかどうかを判断し、前記アクチュエータが非作動状態にないときは、前記基準目標回転数を前記エンジンの目標回転数とし、前記アクチュエータが非作動状態になると、前記第１補正目標回転数の最小値以下の第２補正目標回転数を前記エンジンの目標回転数とする第２目標回転数演算手段と、前記第１目標回転数演算手段で求めた目標回転数と前記第２目標回転数演算手段で求めた目標回転数の小さい方を選択し、前記エンジンの最終的な目標回転数とする手段とを更に備えることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項８】請求項７記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記第２目標回転数演算手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値より低い第２設定値まで低下したかどうかにより前記アクチュエータが非作動状態になったかどうかを判断することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【請求項９】請求項８記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記第２設定値は前記油圧ポンプの入力トルクが最小となる吐出圧であることを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械に備えられるエンジンの制御装置に係わり、特に油圧ポンプの吐出圧が低下するとエンジンの目標回転数を低下させる建設機械のエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械は、一般に、原動機としてディーゼルエンジンを備え、このエンジンにより油圧ポンプを回転駆動し、油圧ポンプから吐出した圧油により油圧アクチュエータを駆動し、必要な作業を行っている。
【０００３】ディーゼルエンジンには回転数指示手段として、例えばエンジンコントロールダイヤルが設けられ、エンジンコントロールダイヤルで目標とするエンジン回転数が指示される。エンジンコントロールダイヤルの指示は電圧で与えられ、コントローラに入力される。コントローラはその指示（電圧）に基づき演算によってディーゼルエンジンの目標回転数を求め、この目標回転数に応じて燃料噴射量を制御し、エンジン回転数を制御する。
【０００４】従来の建設機械のエンジン制御装置では、一般に、エンジンコントロールダイヤル等の回転数指示手段が指示する目標回転数にダイレクトにエンジン回転を追従させている。
【０００５】このような一般的なエンジン制御に対して、エンジンコントローラロールダイヤル等の回転数指示手段以外の指示で自動的に目標回転数を変化させ、エンジン回転数を制御するものが種々提案されている。その１つに特開平３−２１３６３２号公報がある。これは、スロットルレバー（回転数指示手段）が最大位置にあるときに油圧ポンプの吐出圧がエンジンの定格回転時の圧力以下に低下した場合に、コントローラの演算部で定格回転数を保つエンジン出力馬力線図が選定され、これに対応するスロットル駆動信号を出力し、エンジンの回転数を定格回転数に保持するものである。これによりスロットルレバーが最大位置にあるとき、油圧ポンプの吐出圧（アクチュエータの負荷）が変動してもエンジン回転数は大きく変動せず、油圧ポンプの吐出流量も変動しないため、アクチュエータの制御精度及び操作性の低下を防止できる。また、スロットルレバーが最大位置にあるときの無負荷時或いは軽負荷時のエンジン回転数の上昇を防止し、騒音の低減及び燃費の向上を図れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。
【０００７】油圧ショベル等の建設機械においては、通常、オペレータはこれから行おうとする作業に合わせて予めエンジンコントローラロールダイヤルやスロットルレバー等の回転数指示手段を操作し、エンジン目標回転数を設定しておく。例えば、油圧ショベルで掘削作業や積み荷作業を行う場合は、力や速度が要求されるので、エンジン目標回転数を定格の最大回転数（以下、定格回転数という）に設定し、油圧ポンプの吐出流量を最大にする。また、均し作業や法面形成作業等の微操作を要求される作業を行う場合は、エンジン目標回転数を定格回転数より下げ、油圧ポンプの吐出流量を減少させる。
【０００８】特開平３−２１３６３２号公報に記載のエンジン制御では、スロットルレバー（回転数指示手段）が最大位置にあり定格回転数が設定されているときは、アクチュエータの負荷が低下し、油圧ポンプの吐出圧がエンジンの定格回転時の圧力以下になると、定格回転数を保つようエンジン回転数を制御するので、負荷変動に伴うエンジン回転数の変動や無負荷時や軽負荷時でのエンジン回転数の上昇を防止できる。
【０００９】しかし、この従来技術のエンジン制御は、スロットルレバーが最大位置にあり定格回転数が設定されているときだけ目標回転数を定格回転数に維持するよう制御するものであるため、スロットルレバーを操作してエンジン目標回転数を定格回転数より下げた場合は当該制御は働かない。このため、定格回転数よりも低いエンジン目標回転数を設定した場合は、アクチュエータの負荷が変動するとエンジン回転数が変動して油圧ポンプの吐出流量が変動し、アクチュエータの制御精度が低下し、操作性（特に微操作性）が悪化する。また、アクチュエータの負荷が低下して軽負荷或いは無負荷になるとエンジン回転数が上昇し、騒音が増大し、燃費が低下する。
【００１０】本発明の目的は、回転数指示手段が指示する目標回転数が定格回転数のときでもそれよりも低いときでも、アクチュエータ負荷の変動によるエンジン回転数の変動を抑え、アクチュエータの制御精度及び操作性を向上でき、かつ軽負荷時或いは無負荷時のエンジン回転数の上昇を少なくでき、騒音を低減し、燃費を向上できる建設機械のエンジン制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンにより回転駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動されるアクチュエータと、前記エンジンの基準目標回転数を指示する回転数指示手段とを備える建設機械のエンジン制御装置において、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する検出手段と、前記油圧ポンプの吐出圧が第１設定値以上のときは、前記基準目標回転数を前記エンジンの目標回転数とし、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値よりも低いときは、前記基準目標回転数を基準として前記油圧ポンプの吐出圧の変化に応じて変化する第１補正目標回転数を求め、この第１補正目標回転数を前記エンジンの目標回転数とする第１目標回転数演算手段とを備え、この第１目標回転数演算手段で求めた目標回転数に応じて前記エンジンの回転数を制御するものとする。
【００１２】このように検出手段と第１目標回転数演算手段とを設け、油圧ポンプの吐出圧が第１設定値以上のときかそれよりも低いときかに応じて、基準目標回転数或いは第１補正目標回転数をエンジンの目標回転数としてエンジン回転数を制御することにより、回転数指示手段が指示する基準目標回転数が定格回転数のとき、或いはそれよりも低いときのいずれの場合にも、油圧ポンプの吐出圧が第１設定値以上のときは、基準目標回転数がエンジンの目標回転数となり、油圧ポンプの吐出圧が第１設定値より低いときは、前記基準目標回転数を基準目標回転数を基準として求めた、油圧ポンプの吐出圧の変化に応じて変化する第１補正目標回転数がエンジンの目標回転数となり、それぞれ基準目標回転数を基準としたエンジン制御を行うものとなり、その結果、いずれの場合も、アクチュエータの負荷が変動し、油圧ポンプの吐出圧が変動したとき、エンジンの実回転数の変動は少なくでき、油圧ポンプの吐出流量の変動を少なくできるため、アクチュエータの制御精度及び操作性を向上できる。また、軽負荷時或いは無負荷時のエンジン回転数の上昇が少なくできるので、騒音を低減し、燃費を向上できる。
【００１３】（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１目標回転数演算手段は、前記油圧ポンプの吐出圧から予め設定した関数関係に基づき減速エンジン回転数を計算する手段と、前記基準目標回転数から前記減速エンジン回転数を減算し、前記第１補正目標回転数とする手段とを有する。
【００１４】これにより第１目標回転数演算手段は、上記（１）の制御演算を行うとき、基準目標回転数の大小に係わらず第１補正目標回転数を演算できるので、基準目標回転数の全範囲において上記（１）のエンジン制御を行えるものとなる。
【００１５】（３）上記（２）において、好ましくは、前記関数関係は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値以上のときは、前記減速エンジン回転数は０であり、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値より低くなると前記減速エンジン回転数がその吐出圧の低下に従って増大するよう設定されている。
【００１６】これにより第１目標回転数演算手段は、油圧ポンプの吐出圧が第１設定値以上のときは、基準目標回転数をエンジンの目標回転数とし、油圧ポンプの吐出圧が第１設定値より低いときは第１補正目標回転数をエンジンの目標回転数とするものとなり、基準目標回転数の全範囲において上記（１）のエンジン制御を行うことができる。
【００１７】（４）また、上記（１）において、好ましくは、前記第１目標回転数演算手段は、前記油圧ポンプの吐出圧から予め設定した関数関係に基づき前記第１補正目標回転数を計算する手段と、前記基準目標回転数と前記第１補正目標回転数との小さい方を選択し前記エンジンの目標回転数とする手段とを有する。
【００１８】これにより第１目標回転数演算手段は、上記（１）の制御演算を行うとき、基準目標回転数を第１補正目標回転数の最小値より低く設定した場合は、基準目標回転数をエンジンの目標回転数として選択するので、エンジンの目標回転数は基準目標回転数に保たれ、軽負荷作業では従来通りエンジン回転数が上昇し、作業量を確保することができる。
【００１９】（５）上記（４）において、好ましくは、前記関数関係は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値以上のときは、前記第１補正目標回転数が定格回転数であり、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値より低くなると前記第１補正目標回転数がその吐出圧の低下に従って低下するよう設定されている。
【００２０】これによりその関数関係に基づき第１補正目標回転数を計算する手段は、油圧ポンプの吐出圧が第１設定値より低くなると、そのポンプ吐出圧に応じた値を第１補正目標回転数とするため、基準目標回転数を第１補正目標回転数の最小値より低く設定した場合、基準目標回転数と第１補正目標回転数との小さい方を選択しエンジンの目標回転数とする手段は基準目標回転数を選択し、軽負荷作業では従来通りエンジン回転数が上昇し、作業量を確保することができる。
【００２１】（６）また、上記（１）〜（５）において、好ましくは、前記第１設定値は前記油圧ポンプの入力トルクが最大となる吐出圧である。
【００２２】これにより油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値以上のときのエンジン回転数はエンジンの出力トルクが最大となる回転数付近の値となり、エンジンの最大出力トルクを有効利用できる。
【００２３】（７）更に、上記（１）の建設機械のエンジン制御装置は、好ましくは、前記アクチュエータが非作動状態になったかどうかを判断し、前記アクチュエータが非作動状態にないときは、前記基準目標回転数を前記エンジンの目標回転数とし、前記アクチュエータが非作動状態になると、前記第１補正目標回転数の最小値以下の第２補正目標回転数を前記エンジンの目標回転数とする第２目標回転数演算手段と、前記第１目標回転数演算手段で求めた目標回転数と前記第２目標回転数演算手段で求めた目標回転数の小さい方を選択し、前記エンジンの最終的な目標回転数とする手段とを更に備えるものとする。
【００２４】これによりアクチュエータが非作動状態になるとき、それよりも前に油圧ポンプの吐出圧が第１設定値より低くなって第１目標回転数演算手段が上記（１）のエンジン制御を行い、エンジンの目標回転数が第１補正目標回転数へと低下してから第２補正目標回転数まで低下するので、エンジンの目標回転数を直接第２補正目標回転数まで低下させる場合に比べて目標回転数の変化が急峻でなくなり、騒音が低減し、燃費が向上する。また、アクチュエータが非作動状態から作動状態になるときも、その後に油圧ポンプの吐出圧が第１設定値より低い圧力になって第１目標回転数演算手段が上記（１）のエンジン制御を行い、エンジンの目標回転数が第２補正目標回転数から第１補正目標回転数を経て上昇するので、エンジンの目標回転数を直接第１補正目標回転数から基準目標回転数まで上昇すさせ場合に比べて目標回転数の変化が急峻でなくなり、騒音が低減し、燃費が向上する。
【００２５】（８）また、上記（７）において、好ましくは、前記第２目標回転数演算手段は、前記油圧ポンプの吐出圧が前記第１設定値より低い第２設定値まで低下したかどうかにより前記アクチュエータが非作動状態になったかどうかを判断する。
【００２６】これによりアクチュエータが非作動状態になったかどうかを、第１目標回転数演算手段で用いたのと同じ油圧ポンプの吐出圧を用いて判断でき、専用の検出手段が不要となる。
【００２７】（９）また、上記（８）において、好ましくは、前記第２設定値は前記油圧ポンプの入力トルクが最小となる吐出圧である。
【００２８】これによりアクチュエータが非作動状態になると油圧ポンプの入力トルクは最小となるため、油圧ポンプの吐出圧によりアクチュエータが非作動状態かどうかを検出できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。以下の実施の形態は、建設機械として油圧ショベルを用いた場合のものである。
【００３０】まず、本発明の第１の実施の形態を図１〜図６により説明する。
【００３１】図１において、１はメインポンプとして設けられた例えば斜板式の可変容量型の油圧ポンプであり、油圧ポンプ１は方向切換弁２を介して油圧アクチュエータ３に接続されている。油圧ポンプ１から吐出した圧油は方向切換弁２を介して油圧アクチュエータ３に供給され、方向切換弁２を操作することによりアクチュエータ３に供給される圧油の方向と流量を制御し、油圧アクチュエータ３の動作を制御する。油圧アクチュエータ３は例えば油圧ショベルのフロントを駆動するブームシリンダ等のアクチュエータであり、油圧アクチュエータ３の動作を制御することで必要な作業を行う。
【００３２】油圧ポンプ１と別に固定容量型のパイロットポンプ５が設けられており、このパイロットポンプ５の吐出路５ａにパイロットリリーフ弁６が設けられ、パイロットポンプ５の吐出圧力を一定圧に保持している。
【００３３】方向切換弁２はパイロット切換式であり、操作レバー装置７からのパイロット圧により切換操作される。操作レバー装置７は、操作レバー７ａと１対のパイロット弁（減圧弁）７ｂ，７ｃを有し、操作レバー７ａを操作すると、その操作方向に応じて対応するパイロット弁７ｂ又は７ｃが作動し、パイロットポンプ５の吐出圧力を基に操作レバー７ａの操作量に応じたパイロット圧を生成する。
【００３４】つまり、オペレータが操作レバー７ａを図示左方に動かしパイロット弁７ｂを下げると、パイロット弁７ｂで生成されたパイロット圧が方向切換弁２のメインスプール２ａを図示右方に動かし、油圧アクチュエータ３のピストン３ａを図示下方に動かす。オペレータが操作レバー７ａを図示右方に動かしパイロット弁７ｃを下げると、パイロット弁７ｃで生成されたパイロット圧が方向切換弁２のメインスプール２ａを図示左方に動かし、油圧アクチュエータ３のピストン３ａを図示上方に動かす。
【００３５】油圧ポンプ１はポンプレギュレータ８を備え、このポンプレギュレータ８は油圧ポンプ１の吐出圧を入力し、この吐出圧が予め設定した値を超えると油圧ポンプ１の押しのけ容積（例えば斜板傾転角）、つまり容量を減少させ、油圧ポンプ１の入力トルクが制限値を超えないよう制御する入力トルク制限制御機能を有し、これにより油圧ポンプ１の入力馬力がエンジン１０の最大馬力を超えないよう馬力制御を行う。
【００３６】油圧ポンプ１及びパイロットポンプ５は原動機１０の出力軸１１に接続され、原動機１０により回転駆動される。
【００３７】原動機１０はディーゼルエンジンであり、メカニカルガバナ機構のガバナレバー１２をモータ１３で動かすことにより燃料噴射量を制御し、エンジン回転を制御する。以上のような油圧駆動装置に本実施の形態によるエンジン制御装置が設けられている。このエンジン制御装置は、エンジンコントロールダイヤル２０とコントローラ２１とを有し、エンジンコントロールダイヤル２０はオペレータにより操作され、エンジン１０の目標回転数を入力し指示する。その指示信号は電圧で与えられコントローラ２１に入力される。コントローラ２１は演算によってエンジン１０の目標回転数を求め、目標回転数に応じてモータ１３を制御し、ガバナレバー１２を動かす。
【００３８】また、エンジン制御装置は、油圧ポンプ１の吐出圧を検出する圧力センサ２２を有し、この信号もコントローラ２１に入力される。
【００３９】コントローラ２１の処理機能を図２に機能ブロック図で示す。
【００４０】図２において、コントローラ２１は、基準目標回転数演算部１００、減速エンジン回転数演算部１０１、減算部１０２、最大値選択部１０３の各機能を有している。
【００４１】基準目標回転数演算部１００は、エンジンコントロールダイヤル２０の操作に応じた目標回転数を設定するものであり、エンジンコントロールダイヤル２０の指示電圧Ｖを入力し、これをコントローラ２１のメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの指示電圧Ｖに応じた基準目標回転数Ｎｂを計算する。メモリのテーブルには、指示電圧ＶがＶ１以下のときに基準目標回転数ＮｂがＮmin（最小回転数）であり、指示電圧ＶがＶ２以上になると基準目標回転数がＮmax（最大回転数）となり、Ｖ１からＶ２まで指示電圧Ｖが高くなるに従い基準目標回転数Ｎｂが高くなるようＶとＮｂとの関係が設定されている。Ｖminはエンジン１０のアイドル回転数であり、例えば１２００ｒｐｍである。Ｖmaxはエンジン１０の定格回転数であり、例えば２０００ｒｐｍである。
【００４２】減速エンジン回転数演算部１０１は、油圧ポンプ１の吐出圧が所定値（下記の第１設定値）以下に低下すると、ポンプ吐出圧（負荷）が変動してもエンジン回転数が大きく変動しないよう（そのときのエンジン回転数が概ね維持されるよう）エコロジー制御のための目標回転数の補正値を演算するものであり、圧力センサ２２の出力であるポンプ吐出圧Ｐの信号を入力し、これをコントローラ２１のメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときのポンプ吐出圧Ｐに応じた減速エンジン回転数ΔＮを計算する。メモリのテーブルには、ポンプ吐出圧Ｐが第１設定値Ｐａ以上では減速エンジン回転数ΔＮが０であり、ポンプ吐出圧Ｐが第２設定値Ｐｂ以下になると減速エンジン回転数ΔＮが最大のΔＮmaxとなり、第１設定値Ｐａから第２設定値Ｐｂにポンプ吐出圧Ｐが低下するに従い減速エンジン回転数ΔＮが０から最大のΔＮmaxまで増大するようにＰとΔＮの関係が設定されている。ΔＮmaxは例えば２００ｒｐｍである。
【００４３】ここで、図２の減速エンジン回転数演算部１０１におけるポンプ吐出圧Ｐと減速エンジン回転数ΔＮの関係は、図３の左上に示す油圧ポンプ１の吐出圧Ｐと入力トルクＴの関係と、同図右上に示す油圧ポンプ１の入力トルクＴと減速エンジン回転数ΔＮとの関係を合成したものである。
【００４４】図３の左上に示す油圧ポンプ１の吐出圧Ｐと入力トルクの関係は、エンジン１の負荷となる油圧ポンプ１の入力トルク（以下、適宜ポンプトルクという）を求めるためのものであり、ポンプレギュレータ８の入力トルク制限制御により得られる油圧ポンプ１のＰＱ特性を基に作られている。
【００４５】図４に油圧ポンプ１のＰＱ特性を示す。Ｐはポンプ吐出圧、Ｑは油圧ポンプ１の押しのけ容積、例えばポンプ傾転角である。油圧ポンプ１は、吐出圧ＰがＰ１より低い範囲では油圧ポンプ１が取り得る最大のポンプ傾転角Ｑは一定であり、ポンプ吐出圧ＰがＰ１以上になると、ポンプ吐出圧Ｐが上昇するに従って油圧ポンプ１が取り得る最大のポンプ傾転角Ｑが小さくなるよう制御される。これにより油圧ポンプ１は、ポンプ吐出圧ＰがＰ１になると、それ以上のポンプ吐出圧の上昇に対して油圧ポンプ１の入力トルクが増大せずほぼ一定の入力トルクとなるよう制御される。即ち、ポンプ吐出圧Ｐ１で油圧ポンプ１の入力トルクはほぼ最大（Ｔmax）となる。
【００４６】なお、図４において、ポンプ吐出圧Ｐ１は上記の第１設定値Ｐａに対応し、Ｐminは上記の第２設定値Ｐｂに対応する。このＰminは油圧ポンプ１の最小吐出圧であり、図１に示す油圧回路では、方向切換弁２の中立位置におけるセンターバイパス通路の圧損により決まる値である。このＰminにおいて油圧ポンプ１の入力トルクも最小（Ｔmin）となる。Ｐmaxは油圧ポンプ１の最大吐出圧であり、図示しないリリーフ弁により設定される値である。
【００４７】また、図４において、Ｐ１以上の範囲で特性線が２本の折れ線１１０，１１１からなっているのは、ポンプレギュレータ８が２つのバネを用いて制御弁の特性を設定するように構成されているためである。
【００４８】図４に示すＰＱ特性を油圧ポンプ１吐出圧と入力トルクの関係に置き換えると、図３の左上に破線で示すようになる。この破線の特性において、ポンプ吐出圧Ｐａ（＝Ｐ１）でポンプトルクＴは最大Ｔmaxとなっており、ポンプ吐出圧がＰａ以上の範囲で上記折れ線１１０，１１１に対応し２つの円弧が交わる形状でポンプトルクＴが変化する。しかし、この破線の特性をそのまま用いて図２の減速エンジン回転数演算部１０１で用いるポンプ吐出圧Ｐと減速エンジン回転数ΔＮの関係を作ると、ポンプ吐出圧がＰａ以上で特性線が図２（或いは図３の下側）に破線で示すようになり、ポンプ吐出圧がＰａ以上の範囲でポンプ吐出圧が変化した場合に０以外の減速エンジン回転数ΔＮが算出される。これはポンプ吐出圧がＰａ以上の範囲、つまり油圧ポンプ１の入力トルクがほぼ最大（Ｔmax）となる範囲（エンジン１の定格運転状態）でエンジン１の目標回転数が変動することを意味し、好ましくない。そこで、演算で用いる特性線は、実線のように、ポンプ吐出圧Ｐａ以上の範囲でポンプトルクＴを一定とする。
【００４９】以上により、図３の左上に示すポンプ吐出圧ＰとポンプトルクＴの関係は、ポンプ吐出圧Ｐが第１設定値Ｐａ以上ではポンプトルクＴが最大Ｔmaxとなり、ポンプ吐出圧Ｐが第２設定値Ｐｂ以下になるとポンプトルクＴが最小のＴminで一定となり、第１設定値Ｐａから第２設定値Ｐｂまでポンプ吐出圧Ｐが低下するに従いポンプトルクＴが減少するようものとなる。
【００５０】図３の右上に示す油圧ポンプ１の入力トルクＴと減速エンジン回転数ΔＮとの関係は、ポンプトルクＴがＴmaxより小さいときはポンプトルクＴが変動してもそのときのエンジン１の回転数が概ね維持されるよう（エンジン回転数が大きく変動しないよう）基準目標回転数Ｎｂの補正値を計算するためのものであり、図３の左上の関係から上記のように得られたポンプトルクＴが最大Ｔmaxから最小Ｔminに減少するに従って減速エンジン回転数ΔＮが０から最大回転数ΔＮmaxまで増大し、ポンプトルクＴがＴmin以下になると減速エンジン回転数ΔＮがΔＮmaxで一定となるよう設定されている。ΔＮmaxは例えば上記のように２００ｒｐｍである。
【００５１】図２に戻り、減算部１０２は基準目標回転数Ｎｂから減速エンジン回転数ΔＮを減算し、補正目標回転数Ｎｃを算出する。
【００５２】最大値選択部１０３は補正目標回転数ＮｃとＮmin（最小回転数；例えば１２００ｒｐｍ）とを比較し、大きい方を出力用の目標回転数Ｎｄとして選択し出力する。つまり、最大値選択部１０３は出力用の目標回転数ＮｄがＮminより小さくならないようにするリミッタとしての役割を果たす。
【００５３】以上のように構成したエンジン制御装置の動作を図５に示すタイムチャート及び図６に示すエンジン回転−トルク特性図を用いて説明する。
【００５４】図５の上段は、本実施の形態によるエンジン制御装置の動作説明のために想定した油圧ポンプ１の吐出圧の変化の一例であり、図５の下段は、油圧ポンプ１の吐出圧がそのように変化した場合の目標回転数Ｎｄ（図２に示す最大値選択部１０３の出力）の変化を示すものである。
【００５５】図５の上段において、油圧ポンプ１の吐出圧は最初は第１設定値Ｐａより高く、その後徐々に低下し第１設定値Ｐａより低くなり、更に第２設定値Ｐｂまで低下し、その後ある時間経過後、第２設定値Ｐｂから徐々に上昇し、再び第１設定値Ｐａより高い圧力となる。
【００５６】図６は、目標回転数Ｎｄが図５の下段のように変化した場合にエンジン回転−トルク特性図上でエンジン１０の動作点がどのように変化するかを示したものである。
【００５７】図６において、Ｙはエンジン１０の最大出力トルク線である。また、Ｇ１〜Ｇ６はメカニカルガバナ機構のガバナレバー１２の位置に応じたレギュレーション特性線であり、それぞれ目標回転数Ｎｄが２０００ｒｐｍ，１９００ｒｐｍ，１８００ｒｐｍ，１６００ｒｐｍ，１５００ｒｐｍ，１４００ｒｐｍのときのものであり、目標回転数５０ｒｐｍ毎にその間のレギュレーション特性線も示している。
【００５８】まず、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（図２に示す基準目標回転数演算部１００で計算される基準目標回転数Ｎｂ）が２０００ｒｐｍである場合について説明する。
【００５９】図５において、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力にあるときは、図２に示す減速エンジン回転数演算部１０１で計算される減速エンジン回転数ΔＮは０であり、目標回転数Ｎｄは基準目標回転数演算部１００で計算される基準目標回転数Ｎｂ、即ちエンジンコントロールダイヤル２０が指示する２０００ｒｐｍとなる。
【００６０】このとき、エンジン１０は図６のＡ点近傍で動作する。つまり、目標回転数Ｎｄが２０００ｒｐｍであるため、ガバナレバー１２の位置に応じて設定されるレギュレーション特性線はＧ１である。また、油圧ポンプ１の吐出圧は第１設定値Ｐａ以上であるため、油圧ポンプ１の入力トルクは最大のＴmaxである。このため、油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＡ点となる。つまり、エンジン１０の実回転数は定格回転数の２０００ｒｐｍにある。
【００６１】図５において、その後、油圧ポンプ１の吐出圧が低下し始め、第１設定値Ｐａ以下になると、図２に示す減速エンジン回転数演算部１０１でポンプ吐出圧に応じた減速エンジン回転数ΔＮが計算され、目標回転数Ｎｄは減速エンジン回転数ΔＮ分だけエンジンコントロールダイヤル２０が指示する基準目標目標回転数Ｎｂより低くなる。このため、ポンプ吐出圧の低下と共に目標回転数Ｎｄは２０００ｒｐｍから徐々に低下する。
【００６２】油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下すると、減速エンジン回転数演算部１０１で計算される減速エンジン回転数ΔＮは最大のΔＮmax（例えば２００ｒｐｍ）となり、目標回転数Ｎｄは基準目標回転数Ｎｂの２０００ｒｐｍからΔＮmaxの２００ｒｐｍを差し引いた１８００ｒｐｍとなる。
【００６３】以上のようにエンジン目標回転数Ｎｄが２０００ｒｐｍから１８００ｒｐｍに低下するに従って、図６に示すレギュレーション特性線はＧ１からＧ３へと変化する。
【００６４】また、上記のように油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａ以上の圧力から第２設定値Ｐｂまで低下するとき、油圧ポンプ１の入力トルクもＴmaxからＴminへと減少する。このため、油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＡ点からＢ点を通りＣ点へと変化する。つまり、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下したとき、エンジン１０はＣ点近傍で動作し、実エンジン回転数は概ね２０００ｒｐｍに保たれる。
【００６５】ここで、上記のように油圧ポンプ１の入力トルクが減少するとき、もし目標回転数Ｎｄが２０００ｒｐｍのままであると、油圧ポンプ１の入力トルクの減少に伴ってマッチング点は特性線Ｇ１に沿って変化し、油圧ポンプ１の入力トルクが最小のＴminになるとマッチング点はＤ点となる。つまり、実エンジン回転数は２０００ｒｐｍから２２００ｒｐｍへと上昇する。
【００６６】次いで、図５に示すように、ある時間経過後、油圧ポンプ１の吐出圧が再び上昇し始めると、このポンプ吐出圧の上昇に応じて減速エンジン回転数演算部１０１で計算される減速エンジン回転数ΔＮが２００ｒｐｍから次第に小さくなり、それに伴って目標回転数Ｎｄは１８００ｒｐｍから次第に増加する。そして、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力まで上昇すると、減速エンジン回転数演算部１０１で計算される減速エンジン回転数ΔＮは０となり、目標回転数Ｎｄは２０００ｒｐｍに復帰する。
【００６７】以上のように目標回転数Ｎｄが１８００ｒｐｍから２０００ｒｐｍに上昇するに従って、図６に示すレギュレーション特性線は油圧ポンプ１の吐出圧の低下時とは逆にＧ３からＧ１へと変化する。この間、油圧ポンプ１の入力トルクもＴminからＴmaxへと増加するため、油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＣ点からＢ点を通りＡ点へと変化し、エンジン１０は再び定格のＡ点近傍で動作する。
【００６８】エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（図２に示す基準目標回転数演算部１００で計算される基準目標回転数Ｎｂ）が１９００ｒｐｍ、１６００ｒｐｍの場合も同様である。
【００６９】つまり、基準目標回転数Ｎｂが１９００ｒｐｍの場合、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力にあるときは、目標回転数Ｎｄは１９００ｒｐｍであり、油圧ポンプ１の吐出圧の低下に従って、目標回転数Ｎｄは１９００ｒｐｍから１７００ｒｐｍまで低下し、これに伴って図６における油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＥ１，Ｅ２点からＦ点を通りＨ点へと変化する。油圧ポンプ１の吐出圧が上昇する場合はこれとは逆の変化をたどる。
【００７０】基準目標回転数Ｎｂが１６００ｒｐｍの場合は、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力にあるときは、目標回転数Ｎｄは１６００ｒｐｍであり、油圧ポンプ１の吐出圧の低下に従って、目標回転数Ｎｄは１６００ｒｐｍから１４００ｒｐｍまで低下し、これに伴って図６における油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＩ１，Ｉ２点からＪ点を通りＫ点へと変化する。油圧ポンプ１の吐出圧が上昇する場合はこれとは逆の変化をたどる。
【００７１】なお、Ｅ１点、Ｉ１点は油圧ポンプ１の入力トルクが過渡的にＴmaxを超えた場合のマッチング点である。
【００７２】以上のように本実施の形態においては、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が２０００ｒｐｍ（定格回転数）の場合は、油圧ポンプ１の吐出圧の変化に伴ってエンジン１０の動作点は図６に示すＡ点、Ｂ点、Ｃ点を通る線上で変化し、エンジン１０の実回転数は概ね２０００ｒｐｍに保たれる。また、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が１９００ｒｐｍの場合は、油圧ポンプ１の吐出圧の変化に伴ってエンジン１０の動作点は図６に示すＥ１，Ｅ２点、Ｆ点、Ｈ点を通る線上で変化し、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が１６００ｒｐｍの場合は、油圧ポンプ１の吐出圧の変化に伴ってエンジン１０の動作点は図６に示すＩ１，Ｉ２点、Ｊ点、Ｋ点を通る線上で変化し、エンジン１０の実回転数はそれぞれ概ね１９００ｒｐｍ、１６００ｒｐｍに保たれる。
【００７３】従って、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数が定格回転数の場合も、それより低い場合も、油圧アクチュエータ３の負荷（油圧ポンプ１の吐出圧）の変動によるエンジン１０の回転数（実回転数）の変動が減少し、その結果油圧ポンプ１の吐出流量の変動が少なくなり、油圧アクチュエータ３の制御精度及び操作性を向上できできる。また、油圧アクチュエータ３の負荷が軽負荷或いは無負荷になっても、エンジン回転数はほとんど上昇しないので、騒音を低減し、燃費を向上できる。
【００７４】また、本実施の形態によれば、減速エンジン回転数演算部１０１において油圧ポンプ１の吐出圧から予め設定した関数関係に基づき減速エンジン回転数ΔＮを計算し、減算部１０２で基準目標回転数Ｎｂからその減速エンジン回転数ΔＮを減算して目標回転数Ｎｄを求めるので、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数の全範囲においてエンジン１０の回転数を概ね一定に保つ制御を行うことができる。
【００７５】本発明の第２の実施の形態を図７〜図１０を用いて説明する。本実施形態はエコロジー制御の目標回転数に下限を設け、コントローラロールダイヤルで中速及び低速の目標回転数を設定したときの作業量を確保できるようにしたものである。図中、図２〜図６に示した部分と同等のものには同じ符号を付している。
【００７６】本実施の形態において、エンジン制御装置が係わる油圧駆動装置の構成及びエンジン制御装置のハード構成は図１に示した第１の実施の形態のものと同じであり、以下の説明ではそれらについて図１を参照するものとする。
【００７７】本実施の形態では、コントローラ（以下、符号２１Ａを付す）の処理機能が図１に示した第１の実施の形態のものと下記の点で異なる。
【００７８】コントローラ２１Ａの処理機能を図７に機能ブロック図で示す。
【００７９】図７において、コントローラ２１Ａは、基準目標回転数演算部１００、エコロジー制御目標回転数演算部１０４、最小値選択部１０５の各機能を有している。
【００８０】基準目標回転数演算部１００は、図２を用いて説明した第１の実施の形態のものと同じであり、エンジンコントロールダイヤル２０の指示に応じた基準目標回転数Ｎｂを設定する。
【００８１】エコロジー制御目標回転数演算部１０４は、油圧ポンプ１の吐出圧が所定値（第１設定値Ｐａ）以下に低下すると、ポンプ吐出圧（負荷）が変動してもエンジン回転数が大きく変動しないよう（そのときのエンジン回転数が維持されるよう）エコロジー制御のための目標回転数を設定するものであり、圧力センサ２２のポンプ吐出圧Ｐの信号を入力し、これをコントローラ２１のメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときのポンプ吐出圧Ｐに応じた目標回転数Ｎｅを計算する。メモリのテーブルには、ポンプ吐出圧Ｐが第１設定値Ｐａ以上では目標回転数ＮｅがＮemax（最大回転数）であり、ポンプ吐出圧Ｐが第２設定値Ｐｂ以下になると目標回転数ＮｅがＮemin（エコロジー制御の最小回転数）となり、第１設定値Ｐａから第２設定値Ｐｂにポンプ吐出圧Ｐが低下するに従い目標回転数Ｎｅが低下するようにＰとＮｅの関係が設定されている。ＮemaxはＮmaxと同じ例えば２０００ｒｐｍであり、Ｎeminは例えば１８００ｒｐｍである。
【００８２】ここで、図７のポンプ吐出圧Ｐと目標回転数Ｎｅの関係は、図８の左上に示す油圧ポンプ１の吐出圧Ｐと入力トルクの関係と、同図右上に示す油圧ポンプ１の入力トルクと目標回転数Ｎｅとの関係を合成したものである。
【００８３】図８の左上に示す油圧ポンプ１の吐出圧Ｐと入力トルクの関係は、図３左上に示した油圧ポンプ１の吐出圧Ｐと入力トルクの関係と同じであり、破線はエンジン１の負荷となる油圧ポンプ１の入力トルクを求めるための理論上の特性線であり、実線は実際に用いる特性線である。る。
【００８４】図８の右上に示す油圧ポンプ１の入力トルクＴと目標回転数Ｎｅとの関係は、ポンプトルクＴが変動してもそのときのエンジン１の回転数が概ね維持されるよう（エンジン回転数が大きく変動しないよう）目標回転数Ｎｅを設定するためのものであり、図７の左上の関係から上記のように得られたポンプトルクＴが最大Ｔmaxから最小Ｔminに減少するに従って目標回転数Ｎｅが最大回転数Ｎemaxから最小回転数Ｎeminまで低下し、ポンプトルクＴがＴmin以下になると目標回転数ＮｅがＮeminで一定となるよう設定されている。Ｎemax，Ｎeminは例えば上記のようにそれぞれ２０００ｒｐｍ，１８００ｒｐｍである。
【００８５】図７に戻り、最小値選択部１０５は基準目標回転数Ｎｂとエコロジー制御目標回転数Ｎｅとを比較し、小さい方を出力用の目標回転数Ｎｄとして選択し出力する。つまり、最小値選択部１０３は出力用の目標回転数ＮｄがＮｅより大きくならないならないようにするリミッタとしての役割を果たす。
【００８６】以上のように構成したエンジン制御装置の動作を図９に示すタイムチャート及び図１０に示すエンジン回転−トルク特性図を用いて説明する。図９及び図１０はそれぞれ第１の実施の形態の動作説明で用いた図５及び図６と同様の図である。
【００８７】まず、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（図７に示す基準目標回転数演算部１００で計算される基準目標回転数Ｎｂ）が２０００ｒｐｍである場合について説明する。
【００８８】図９において、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力にあるときは、図７に示すエコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅは最大のＮemaxであり、このＮemaxは上記のように例えば２０００ｒｐｍである。ここで、最小値選択部１０５では、２つの入力であるＮｂとＮｅが同じ場合はそのいずれか一方、例えばＮｂを選ぶように予め決めておく。その結果、最小値選択部１０５ではＮｂの２０００ｒｐｍが選択され、目標回転数Ｎｄはエンジンコントロールダイヤル２０が指示する２０００ｒｐｍとなる。
【００８９】このとき、油圧ポンプ１の入力トルクは最大のＴmaxであり、エンジン１０は図１０のＡ点近傍で動作する。これは第１の実施の形態で説明したのと同じであり、エンジン１０の回転数は定格回転数の２０００ｒｐｍとなる。
【００９０】図９において、その後、油圧ポンプ１の吐出圧が低下し始め、第１設定値Ｐａ以下になると、図７に示すエコロジー制御目標回転数演算部１０４でポンプ吐出圧に応じた目標回転数Ｎｅが計算され、目標回転数ＮｅはＮemax（＝２０００ｒｐｍ）から徐々に低下する。このため、最小値選択部１０５では目標回転数Ｎｅが選択され、目標回転数Ｎｄはポンプ吐出圧の低下と共に２０００ｒｐｍから徐々に低下する。
【００９１】油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下すると、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅは最小のＮeminとなり、このＮeminは上記のように例えば１８００ｒｐｍである。このため、最小値選択部１０５の出力である目標回転数Ｎｄも１８００ｒｐｍとなる。
【００９２】以上の目標回転数Ｎｄの変化は第１の実施の形態におけるのと同じであり、油圧ポンプ１の入力トルクの減少に伴って、図１０に示す油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＡ点からＢ点を通りＣ点へと変化し、エンジン１０はＣ点近傍で動作し、実エンジン回転数は概ね定格回転数の２０００ｒｐｍに保たれる。
【００９３】次いで、図９に示すように、ある時間経過後、油圧ポンプ１の吐出圧が上昇し始めると、このポンプ吐出圧の上昇に応じてエコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅも増加し、それに伴って目標回転数Ｎｄも１８００ｒｐｍから次第に増加する。そして、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力まで上昇すると、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅは再びＮemax（＝２０００ｒｐｍ）となり、目標回転数Ｎｄは２０００ｒｐｍに復帰する。
【００９４】以上の目標回転数Ｎｄの変化も第１の実施の形態におけるのと同じであり、図１０において、油圧ポンプ１の入力トルクの増大に伴って、油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＣ点からＢ点を通りＡ点へと変化し、エンジン１０は再び定格のＡ点近傍で動作する。
【００９５】次に、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（図７に示す基準目標回転数演算部１００で計算される基準目標回転数Ｎｂ）が１９００ｒｐｍの場合について説明する。
【００９６】基準目標回転数Ｎｂが１９００ｒｐｍの場合、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａより高い圧力にあるときは、図７に示すエコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅは最大のＮemax（＝２０００ｒｐｍ）であり、最小値選択部１０５ではＮｂの１９００ｒｐｍが選択され、目標回転数Ｎｄはエンジンコントロールダイヤル２０が指示する１９００ｒｐｍとなる。
【００９７】このとき、油圧ポンプ１の入力トルクは最大のＴmaxであり、エンジン１０は図１０のＥ２点近傍で動作する。また、油圧ポンプ１の入力トルクが過渡的にＴmax以上になると、それとのマッチング点はＥ１点へと移動し、エンジン１０はＥ１点近傍で動作する。これも第１の実施の形態と同じであり、エンジン１０の実回転数は１９００ｒｐｍ近傍となる。
【００９８】図９において、その後、油圧ポンプ１の吐出圧が低下し始め、第１設定値Ｐａ以下になると、図７に示すエコロジー制御目標回転数演算部１０４でポンプ吐出圧に応じた目標回転数Ｎｅが計算され、目標回転数ＮｅはＮemax（＝２０００ｒｐｍ）から徐々に低下する。しかし、目標回転数Ｎｅが１９００ｒｐｍ以上である間は、最小値選択部１０５ではＮｂの１９００ｒｐｍが選択され、目標回転数Ｎｄはエンジンコントロールダイヤル２０が指示する１９００ｒｐｍとなる。そして、油圧ポンプ１の吐出圧が更に低下し、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅが１９００ｒｐｍより小さくなると、最小値選択部１０５では目標回転数Ｎｅが選択され、目標回転数Ｎｄはポンプ吐出圧の低下と共に１９００ｒｐｍから徐々に低下する。
【００９９】油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下すると、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅは最小のＮeminとなり、このＮeminは上記のように例えば１８００ｒｐｍであるので、最小値選択部１０５の出力である目標回転数Ｎｄも１８００ｒｐｍとなる。
【０１００】以上のようにエンジン目標回転数Ｎｄが１９００ｒｐｍから１８００ｒｐｍに低下するに従って、図１０に示すレギュレーション特性線はＧ２からＧ３へと変化する。
【０１０１】また、上記のように油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａ以上の圧力から第２設定値Ｐｂまで低下するとき、油圧ポンプ１の入力トルクもＴmaxからＴminへと減少する。このとき、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅが基準目標回転数Ｎｄと同じ１９００ｒｐｍになるときの油圧ポンプ１の入力トルクを図１０のＢ点付近の値であるとすると、油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＥ１，Ｅ２点からＢ点を通りＣ点へと変化する。つまり、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下したとき、エンジン１０はＣ点近傍で動作し、実エンジン回転数は概ね２０００ｒｐｍとなる。
【０１０２】ここで、上記のように油圧ポンプ１の入力トルクが減少するとき、もし目標回転数Ｎｄが１９００ｒｐｍのままであると、油圧ポンプ１の入力トルクの減少に伴ってマッチング点は特性線Ｇ２に沿って変化し、油圧ポンプ１の入力トルクが最小のＴminになるとマッチング点はＬ点となる。つまり、実エンジン回転数は１９００ｒｐｍから２１００ｒｐｍへと上昇する。
【０１０３】次いで、図９に示すように、ある時間経過後、油圧ポンプ１の吐出圧が再び上昇し始めると、このポンプ吐出圧の上昇に応じてエコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅが１８００ｒｐｍから次第に増加し、それに伴っ目標回転数Ｎｄは１８００ｒｐｍから次第に増加する。そして、油圧ポンプ１の吐出圧が上昇を続け、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅが１９００ｒｐｍになると最小値選択部１０５では基準目標回転数Ｎｂ（１９００ｒｐｍ）が選択され、それ以上の油圧ポンプ１の吐出圧の上昇に対しては最小値選択部１０５で基準目標回転数Ｎｂが選択され続け、目標回転数Ｎｄは１９００ｒｐｍとなる。
【０１０４】以上のようにエンジン目標回転数Ｎｄが１８００ｒｐｍから１９００ｒｐｍに上昇するに従って、図１０に示すレギュレーション特性線は油圧ポンプ１の吐出圧の低下時とは逆にＧ３からＧ２へと変化する。この間、油圧ポンプ１の入力トルクもＴminからＴmaxへと増加するため、油圧ポンプ１の入力トルク（エンジン負荷）とのマッチング点はＣ点からＢ点を通りＥ２点へと変化し、エンジン１０は再びＥ２点近傍で動作する。
【０１０５】次に、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（図７に示す基準目標回転数演算部１００で計算される基準目標回転数Ｎｂ）が１８００ｒｐｍ以下、例えば１６００ｒｐｍの場合について説明する。
【０１０６】基準目標回転数Ｎｂが１８００ｒｐｍ以下の例えば１６００ｒｐｍの場合、エコロジー制御目標回転数演算部１０４で計算される目標回転数Ｎｅの最小の値Ｎeminは上記の例では１８００ｒｐｍであるため、最小値選択部１０５では油圧ポンプ１の吐出圧に係わらず基準目標回転数Ｎｂが選択され、目標回転数Ｎｄは常にエンジンコントロールダイヤル２０が指示する１６００ｒｐｍとなる。このため、図１０のレギュレーション特性線も常に同じＧ４となり、油圧ポンプ１の入力トルクとのマッチング点はレギュレーション特性線Ｇ４上で変化する。つまり、油圧ポンプ１の入力トルクが最大のＴmaxであるとき、エンジン１０はＭ１，Ｍ２点近傍で動作し、油圧ポンプ１の入力トルクがＴminに減少するとエンジン１０はＰ点近傍で動作し、エンジン１０の回転数は１６００〜１８００ｒｐｍの範囲内で変動する。
【０１０７】以上のように本実施の形態においても、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が２０００ｒｐｍ（定格回転数）の場合は、油圧ポンプ１の吐出圧の変化に伴ってエンジン１０の動作点は図１０に示すＡ点、Ｂ点、Ｃ点を通る線上で変化し、エンジン１０の実回転数は概ね２０００ｒｐｍに保たれる。また、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が１９００ｒｐｍの場合は、油圧ポンプ１の吐出圧の変化に伴ってエンジン１０の動作点は図１０に示すＥ１，Ｅ２点、Ｂ点、Ｃ点を通る線上で変化し、エンジン１０の実回転数は、従来の１９００ｒｐｍ〜２１００ｒｐｍより変化幅の小さい１９００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの範囲内に保たれる。
【０１０８】従って、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数が定格回転数の場合も、それより低い例えば１９００ｒｐｍの場合も、油圧アクチュエータ３の負荷（油圧ポンプ１の吐出圧）の変動によるエンジン１０の回転数（実回転数）の変動が減少し、その結果油圧ポンプ１の吐出流量の変動が少なくなり、油圧アクチュエータ３の制御精度及び操作性を向上できできる。また、油圧アクチュエータ３の負荷が軽負荷或いは無負荷であるときはエンジン回転数の上昇が少ないので、騒音を低減し、燃費を向上できる。
【０１０９】また、本実施の形態においては、エコロジー制御目標回転数演算部１０４において、油圧ポンプ１の吐出圧から予め設定した関数関係に基づき目標回転数Ｎｅを計算し、最小値選択部１０５で基準目標回転数Ｎｂと目標回転数Ｎｅの小さい方を選択してエンジン１０の目標回転数Ｎｄを求めるので、ンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）をエコロジー制御目標回転数Ｎｅの最小値（１８００ｒｐｍ）より低い、例えば１６００ｒｐｍである場合は、目標回転数Ｎｄも常に１６００ｒｐｍとなる。このため、油圧ポンプ１の吐出圧の変化に伴ってエンジン１０の動作点は図１０に示すレギュレーション特性線Ｇ４上で変化し、油圧ポンプ１の入力トルクが最大のＴmaxと最小のＴminの中間付近となる軽負荷時は、エンジン１０の回転数は１７００ｒｐｍ付近となる。その結果、軽負荷作業では従来通り中速或いは低速の目標回転数の設定域においてエンジン回転数を十分に上昇し、作業量を確保することができる。
【０１１０】本発明の第３の実施の形態を図１１〜図１４により説明する。本実施の形態は、上述したエコロジー制御にオートアイドル制御を組み合わせたものである。図中、図１に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。
【０１１１】図１において、本実施の形態のエンジン制御装置は、オートアイドル制御を行うかどうかを選択するモードスイッチ２３を更に備え、コントローラ２１Ｂにはエンジンコントローラロールダイヤル２０の指示信号、圧力センサ２２の検出信号とそのモードスイッチ２３の信号が入力される。
【０１１２】モードスイッチ２３はＯＦＦ位置とＯＮ位置との間で切り換え可能であり、ＯＮ位置に切り換えられるとＯＮ信号を出力し、オートアイドル制御を選択する。
【０１１３】コントローラ２１Ｂの処理機能を図１２に機能ブロック図で示す。
【０１１４】図１２において、コントローラ２１Ｂは、エコロジー制御部２１ａ、オートアイドル制御部２１ｂ、最小値選択部２１ｃの各機能を有している。
【０１１５】エコロジー制御部２１ａの処理機能は図７に示した第２の実施の形態におけるコントローラ２１Ａの処理機能と同じである。なお、エコロジー制御部２１ａは図２に示した第１の実施の形態のものと同じであってもよい。オートアイドル制御部２１ｂの処理機能を図１３にフローチャートで示す。オートアイドル制御部２１ｂは以下のステップ１〜６の各処理を行う。
【０１１６】ステップ１オートアイドル制御部２１ｂはエコロジー制御部２１ａの基準目標回転数演算部１００（図７参照）で計算した基準目標回転数Ｎｂ、モードスイッチ２３の信号（以下、モードスイッチ信号という）、圧力センサ２２の信号を入力する。
【０１１７】ステップ２モードスイッチ信号がＯＮかどうかを判断し、ＯＮでなければオートアイドル制御が選択されていないと認識しステップ３に進み、ＯＮであればオートアイドル制御が選択されていると認識しステップ４に進む。
ステップ３オートアイドル制御部２１ａの目標回転数ＮAをエンジンコントロールダイヤル２０が指示する基準目標回転数Ｎｂとする。即ち、ＮA＝Ｎｂステップ４圧力センサ２２で検出した油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂ以下かどうかを判断し、Ｐｂ以下でなければ油圧アクチュエータ３が作動状態であると判断して上記ステップ３に進み、Ｐｂ以下であれば油圧アクチュエータ３が非作動状態であると判断し、ステップ５に進む。
【０１１８】ステップ５油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂ以下になってから所定時間、例えば４秒経過したかどうかを判断し、所定時間経過していなければ上記ステップ３に進み、所定時間経過していれば、ステップ６に進む。
【０１１９】ステップ６オートアイドル制御部２１ｂの目標回転数ＮAをアイドル回転数、例えば１２００ｒｐｍとする。即ち、ＮA＝１２００ｒｐｍ最小値選択部２１ｃはオートアイドル制御部２１ａの目標回転数ＮAとエコロジー制御部２１ｂの目標回転数Ｎｄの小さい方を選択し、コントローラ２１Ｂの目標回転数Ｎｆとする。目標回転数ＮAと目標回転数Ｎｄが等しい場合は、そのいずれか一方、例えば目標回転数Ｎｄを選択するよう予め定めておく。その結果、モードスイッチ２３の指示信号がＯＦＦ時はオートアイドル制御部２１ａの目標回転数ＮAは基準目標回転数Ｎｂとなり、ＮA≧Ｎｄとなるため、コントローラ２１Ｂの目標回転数Ｎｆはエコロジー制御部２１ａの目標回転数Ｎｄとなる。
【０１２０】以上のように構成したエンジン制御装置の動作を図１４に示すタイムチャートを用いて説明する。
【０１２１】図１４の上段及び２段目は、図９の上段及び下段と同じであり、それぞれ、エンジン制御装置の動作説明のために想定した油圧ポンプ１の吐出圧の変化の一例と、油圧ポンプ１の吐出圧がそのように変化した場合のエコロジー制御部２１ａで計算される目標回転数Ｎｄ（図７参照）の変化を示すものである。
【０１２２】図１４の３段目は、モードスイッチ２３の指示信号がＯＮで油圧ポンプ１の吐出圧が図１４の上段のように変化したとき、オートアイドル制御部２１ａで計算されるオートアイドル制御の目標回転数ＮAの変化を示し、図１４の４段目（最下段）は、エコロジー制御の目標回転数Ｎｄとオートアイドル制御の目標回転数ＮAを合成した最小値選択部２１ｃの出力目標回転数Ｎｆを示すものである。
モードスイッチ信号ＯＦＦ時モードスイッチ２３の指示信号がＯＦＦのときは、上記のようにオートアイドル制御部２１ｂの目標回転数ＮAはエンジンコントロールダイヤル２０が指示する基準目標回転数Ｎｂであり、ＮA≧Ｎｄとなるため、エコロジー制御部２１ａの目標回転数Ｎｄがコントローラ２１Ｂの目標回転数Ｎｆとなる。従って、このときの油圧ポンプ１の吐出圧の変化に対する目標回転数Ｎｆの変化は図１４の２段目で示すようになり、エンジン１０は第２の実施の形態で説明したように動作する。
【０１２３】モードスイッチ信号ＯＮ時モードスイッチ２３の指示信号がＯＮのときは、最小値選択部２１ｃでエコロジー制御部２１ａの目標回転数Ｎｄとオートアイドル制御部２１ｂの目標回転数ＮAの小さい方が選択され、コントローラ２１Ｂの目標回転数Ｎｆとするため、エコロジー制御とオートアイドル制御を組み合わせた制御がなされる。この場合、エコロジー制御部２１ａで計算される目標回転数Ｎｄの変化は図１４の２段目で示すようであり、これは第２の実施の形態で説明した図１０の下段と同じである。
【０１２４】一方、オートアイドル制御部２１ｂで計算される目標回転数ＮAの変化は図１４の３段目に示すようになる。つまり、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が２０００ｒｐｍの場合は、油圧アクチュエータ３が作動中で、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂ以上である間は、目標回転数ＮAはＮA＝Ｎｂ（２０００ｒｐｍ）となる。
【０１２５】上記の状態から油圧アクチュエータ３を非作動にし、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂ以下になると、目標回転数ＮAを２０００ｒｐｍに４秒間保持した後、目標回転数ＮAは１２００ｒｐｍへと低下する。
【０１２６】上記の状態から再び油圧アクチュエータ３を作動し、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂよりも高くなると、目標回転数ＮAは再びＮA＝Ｎｄとなり、２０００ｒｐｍに復帰する。
【０１２７】従って、エコロジー制御の目標回転数Ｎｄとオートアイドル制御の目標回転数ＮAを合成した最小値選択部２１ｃの出力目標回転数Ｎｆは図１４の最下段に実線で示すようになる。
【０１２８】つまり、オートアイドル制御の目標回転数ＮAがＮA＝Ｎｂである間、つまりＮAが１２００ｒｐｍに低下するまでの間は、ＮA≧Ｎｄであるため、目標回転数ＮｆはＮｆ＝Ｎｄであり、オートアイドル制御の目標回転数ＮAが１２００ｒｐｍに低下すると、ＮA＜Ｎｄとなるため、目標回転数ＮｆはＮｆ＝ＮAとなる。つまり、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下した後４秒経過すると、目標回転数Ｎｆは１２００ｒｐｍに低下する。また、オートアイドル制御の目標回転数ＮAが再びＮA＝ＮｂになるとＮA≧Ｎｄとなり、Ｎｆ＝Ｎｄとなる。つまり、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂより高くなると、目標回転数Ｎｆはエコロジー制御の目標回転数Ｎｄに従って次第に上昇し、油圧ポンプ１の吐出圧が第１設定値Ｐａ以上になると、目標回転数Ｎｆは２０００ｒｐｍに復帰する。
【０１２９】エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数（基準目標回転数Ｎｂ）が１９００ｒｐｍである場合も同様であり、オートアイドル制御の目標回転数ＮAは図１４の３段目に２点鎖線で示すように変化し、エコロジー制御の目標回転数Ｎｄとオートアイドル制御の目標回転数ＮAを合成した目標回転数Ｎｆは図１４の最下段に２点鎖線で示すようになる。
【０１３０】以上のように構成した本実施の形態によれば、モードスイッチ２３の指示信号をＯＦＦにしたとき、つまりオートアイドル制御を選択しないときは、エコロジー制御部２１ａが単独で機能し、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１３１】また、モードスイッチ２３の指示信号をＯＮにしたとき、つまりオートアイドル制御を選択したときは、エンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数が１８００ｒｐｍよりも高い場合に、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂになる前（油圧アクチュエータ３が非作動状態になる前）にエコロジー制御部２１ａが機能してエンジン１０の目標回転数Ｎｆを低下させ、その後油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐｂまで低下し（油圧アクチュエータ３が非作動状態になり）エンジン１０の目標回転数Ｎｆがアイドル回転数の１２００ｒｐｍへと低下するので、エンジン１０の目標回転数を直接アイドル回転数の１２００ｒｐｍまで低下する場合に比べて目標回転数Ｎｆの低下が急峻でなくなり、その結果騒音が低減し、燃費が向上する。また、油圧アクチュエータ３が非作動状態から作動状態になるときも、油圧ポンプ１の吐出圧が第２設定値Ｐａより高くなるとエンジン１０の目標回転数を徐々に上昇させるため、エンジン１０の目標回転数を直接アイドル回転数の１２００ｒｐｍからエンジンコントロールダイヤル２０が指示する目標回転数まで上昇する場合に比べて目標回転数Ｎｆの上昇が急峻でなくなり、その結果騒音が低減し、燃費が向上する。また、黒煙の発生も低減する。
【０１３２】なお、上記実施の形態では、エンジン目標回転数の指示手段としてエンジンコントロールダイヤルを例示したが、スロットルレバーを設け、このレバー操作量を検出してエンジン目標回転数を指示するようにしてもよい。
【０１３３】また、エンジン１０の燃料噴射装置としてメカニカルガバナ機構を有するものについて説明したが、電子ガバナユニットからなる燃料噴射装置を有するエンジンに本発明を適用しても良い。
【０１３４】
【発明の効果】本発明によれば、回転数指示手段が指示する目標回転数が定格回転数のときでもそれより低いときでも、アクチュエータ負荷の変動によるエンジン回転数の変動を抑え、アクチュエータの制御精度及び操作性を向上でき、かつ軽負荷時或いは無負荷時のエンジン回転数の上昇を少なくでき、騒音を低減し、燃費を向上できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５５２２
【氏名又は名称】日立建機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年５月１９日（２０００．５．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７８１６
【弁理士】
【氏名又は名称】春日 讓 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３２９８８３（Ｐ２００１−３２９８８３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１４８５６７（Ｐ２０００−１４８５６７） |
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