(57)【要約】【課題】作業を犠牲にすることなくエンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができ、かつエンジン回転数の上がり過ぎによる耐久性の低下を防止することができる建設機械のエンジン制御装置を提供する。【解決手段】圧力センサー７３，７４、位置センサー７５，７６、圧力センサー７７，７８と、目標回転数補正値演算部９０及び補正値加算部７０ｒを設け、状態量の変化に基づいて入力部７１からの目標回転数ＮＲ１から上昇し、その後緩やかにその目標回転数ＮＲ１へと戻るように制御用の目標回転数ＮＲ２を演算し、その制御用の目標回転数ＮＲ２に基づいて目標燃料噴射量ＦＮ１を演算し燃料噴射量を制御する。【選択図】  図６
2005016398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動される少なくとも１つの可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁を操作する操作手段と、前記エンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、前記目標回転数に基づいて目標燃料噴射量を演算し前記燃料噴射装置を制御する燃料噴射量制御手段とを備えた建設機械のエンジン制御装置において、
前記油圧ポンプの負荷に係わる状態量を検出する状態量検出手段と、
前記状態量の変化に基づいて前記入力手段の指令に基づく目標回転数から上昇し、その後緩やかにその入力手段の指令に基づく目標回転数へと戻るように制御用の目標回転数を演算する目標回転数補正手段とを備え、前記燃料噴射量制御手段はその制御用の目標回転数に基づいて前記目標燃料噴射量を演算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、前記目標回転数補正手段は、前記状態量の変化が無くなると、その後一定時間、前記上昇した目標回転数を維持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１記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記目標回転数補正手段は、前記目標回転数の増加量を前記入力手段の指令に基づく目標回転数に依存した可変値として演算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、前記目標回転数補正手段は、前記状態量の変化に基づいて０から所定量増加し、その後緩やかに０に戻るエンジン回転数補正値を演算する手段と、前記エンジン回転数補正値を前記入力手段の指令に基づく目標回転数に加算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１記載の建設機械のエンジン制御装置において、前記状態量検出手段は、前記油圧ポンプの負荷に係わる状態量として、前記操作手段の操作信号、前記油圧ポンプの吐出容量、前記油圧ポンプの吐出圧の少なくとも１つを検出することを特徴とする建設機械のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械のエンジン制御装置に係わり、特に、ディーゼルエンジンにより可変容量型の油圧ポンプを駆動して油圧アクチュエータを駆動す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、エンジンと、このエンジンによって駆動される少なくとも１つの可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプから複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、複数の流量制御弁を操作する操作手段としての複数の操作レバー装置とを備えている。また、油圧ポンプを駆動するエンジンとしてはディーゼルエンジンが用いられ、このディーゼルエンジンはガバナと呼ばれる燃料噴射装置により燃料噴射量を制御し、回転数を制御している。
【０００３】
このような燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンにおいては、操作レバー装置の操作レバーを急操作し、流量制御弁を切り換えると、油圧ポンプの入力トルク（負荷）が急激に上昇し、エンジン回転数が急低下する。このエンジン回転数の急低下は燃費及び排ガスの悪化や、騒音の発生をもたらすという問題がある。
【０００４】
このようなエンジン回転数の低下を低減する技術として、特開２０００−１５４８０３号公報や特開２００１−１７３６０５号公報に記載のものがある。
【０００５】
特開２０００−１５４８０３号公報に記載の技術は、油圧ポンプの負荷状態を検出し、油圧ポンプに負荷が投入されたことが検出されると、油圧ポンプの入力トルクの制限値を小さくして減トルク制御を行うことで、油圧ポンプの吸収トルク（エンジン負荷）を低減し、エンジン回転数の低下を低減するものである。
【０００６】
特開２００１−１７３６０５号公報に記載の技術は、操作レバーの操作速度を検出し、操作速度が所定値を超えるとコントローラからの指令信号によりエンジンに燃料を増量供給することでエンジン出力を増大し、エンジン回転数の低下を低減するものである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１５４８０３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７３６０５号公報
【０００８】
【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。
【０００９】
特開２０００−１５４８０３号公報に記載の技術は、油圧ポンプの吸収トルクを低減することでエンジン回転数の低下を低減するため、その分、油圧ポンプの吐出流量が減少し、アクチュエータ速度が減少する。このため作業量が低減し、作業が犠牲になる。
【００１０】
特開２００１−１７３６０５号公報に記載の技術は、エンジンに燃料を増量供給することでエンジン出力を増大し、エンジン回転数の低下を低減するものである。しかし、燃料の増量ではエンジンの回転数が制御できず、必要以上に回転数が上昇する可能性があり、耐久性能上の回転数を超える場合もある。
【００１１】
本発明の目的は、作業を犠牲にすることなくエンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができ、かつエンジン回転数の上がり過ぎによる耐久性の低下を防止することが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。
【００１２】
【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、このエンジンによって駆動される少なくとも１つの可変容量油圧ポンプと、この油圧ポンプからの吐出油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁を操作する操作手段と、前記エンジンの回転数を制御する燃料噴射装置と、前記エンジンの目標回転数を指令する入力手段と、前記目標回転数に基づいて目標燃料噴射量を演算し前記燃料噴射装置を制御する燃料噴射量制御手段とを備えた建設機械のエンジン制御装置において、前記油圧ポンプの負荷に係わる状態量を検出する状態量検出手段と、前記状態量の変化に基づいて前記入力手段の指令に基づく目標回転数から上昇し、その後緩やかにその入力手段の指令に基づく目標回転数へと戻るように制御用の目標回転数を演算する目標回転数補正手段とを備え、前記燃料噴射量制御手段はその制御用の目標回転数に基づいて前記目標燃料噴射量を演算するものとする。
【００１３】
このように状態量検出手段と目標回転数補正手段とを設け、油圧ポンプの負荷に係わる状態量の変化に基づいて制御用の目標回転数を上昇させることにより、それに応じて実際の回転数も上昇しようとするため、エンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができる。また、エンジン回転数の制御であるため、油圧ポンプの吸収トルクは減少せず、作業が犠牲になることはない。更に、制御用の目標回転数は、状態量の変化に基づいて入力手段の指令に基づく目標回転数から上昇し、その後緩やかにその入力手段の指令に基づく目標回転数へと戻るようなものであり、その目標回転数に基づいてエンジン回転数を制御するため、必要以上にエンジン回転数が上昇することがなくなり、エンジン回転数の上がり過ぎによる耐久性の低下を防止することができる。
【００１４】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記目標回転数補正手段は、前記状態量の変化が無くなると、その後一定時間、前記上昇した目標回転数を維持する。
【００１５】
これによりより確実にエンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができる。
【００１６】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記目標回転数補正手段は、前記目標回転数の増加量を前記入力手段の指令に基づく目標回転数に依存した可変値として演算する。
【００１７】
これにより入力手段の指令に基づく目標回転数が変わってもそれに応じて目標回転数の増加量も変わるため、目標回転数如何に係わらず最適の目標回転数の増加量を演算することができる。
【００１８】
（４）また、上記（１）において、好ましくは、前記目標回転数補正手段は、前記状態量の変化に基づいて０から所定量増加し、その後緩やかに０に戻るエンジン回転数補正値を演算する手段と、前記エンジン回転数補正値を前記入力手段の指令に基づく目標回転数に加算する手段とを有する。
【００１９】
これにより制御用の目標回転数は、状態量の変化に基づいて入力手段の指令に基づく目標回転数から上昇し、その後緩やかにその入力手段の指令に基づく目標回転数へと戻るようになる
（５）更に、上記（１）において、好ましくは、前記状態量検出手段は、前記油圧ポンプの負荷に係わる状態量として、前記操作手段の操作信号、前記油圧ポンプの吐出容量、前記油圧ポンプの吐出圧の少なくとも１つを検出する。
【００２０】
これにより油圧ポンプの負荷状態を精度良く検出することができる。
【００２１】
【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、油圧ショベルのエンジン制御装置に本発明を適用した場合のものである。
【００２２】
まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図８により説明する。
【００２３】
図１において、１及び２は例えば斜板式の可変容量型の油圧ポンプであり、９は固定容量型のパイロットポンプであり、油圧ポンプ１，２及びパイロットポンプ９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。
【００２４】
油圧ポンプ１，２の吐出路３，４には図２に示す弁装置５が接続され、この弁装置５を介して複数のアクチュエータ５０〜５６に圧油を送り、これらアクチュエータを駆動する。パイロットポンプ９の吐出路９ａにはパイロットポンプ９の吐出圧力を一定圧に保持するパイロットリリーフ弁９ｂが接続されている。
【００２５】
弁装置５の詳細を説明する。
【００２６】
図２において、弁装置５は、流量制御弁５ａ〜５ｄと流量制御弁５ｅ〜５ｉの２つの弁グループを有し、流量制御弁５ａ〜５ｄは油圧ポンプ１の吐出路３につながるセンタバイパスライン５ｊ上に位置し、流量制御弁５ｅ〜５ｉは油圧ポンプ２の吐出路４につながるセンタバイパスライン５ｋ上に位置している。吐出路３，４には油圧ポンプ１，２の吐出圧力の最大圧力を決定するメインリリーフ弁５ｍが設けられている。
【００２７】
流量制御弁５ａ〜５ｄ及び流量制御弁５ｅ〜５ｉはセンタバイパスタイプであり、油圧ポンプ１，２から吐出された圧油はこれらの流量制御弁によりアクチュエータ５０〜５６の対応するものに供給される。アクチュエータ５０は走行右用の油圧モータ（右走行モータ）、アクチュエータ５１はバケット用の油圧シリンダ（バケットシリンダ）、アクチュエータ５２はブーム用の油圧シリンダ（ブームシリンダ）、アクチュエータ５３は旋回用の油圧モータ（旋回モータ）、アクチュエータ５４はアーム用の油圧シリンダ（アームシリンダ）、アクチュエータ５５は予備の油圧シリンダ、アクチュエータ５６は走行左用の油圧モータ（左走行モータ）であり、流量制御弁５ａは走行右用、流量制御弁５ｂはバケット用、流量制御弁５ｃは第１ブーム用、流量制御弁５ｄは第２アーム用、流量制御弁５ｅは旋回用、流量制御弁５ｆは第１アーム用、流量制御弁５ｇは第２ブーム用、流量制御弁５ｈは予備用、流量制御弁５ｉは走行左用である。即ち、ブームシリンダ５２に対しては２つの流量制御弁５ｇ，５ｃが設けられ、アームシリンダ５４に対しても２つの流量制御弁５ｄ，５ｆが設けられ、ブームシリンダ５２とアームシリンダ５４のボトム側には、それぞれ、２つの油圧ポンプ１，２からの圧油が合流して供給可能になっている。
【００２８】
流量制御弁５ａ〜５ｉの操作パイロット系を図３に示す。
【００２９】
流量制御弁５ｉ，５ａは操作装置３５の操作パイロット装置３９，３８からの操作パイロット圧ＴＲ１，ＴＲ２及びＴＲ３，ＴＲ４により、流量制御弁５ｂ及び流量制御弁５ｃ，５ｇは操作装置３６の操作パイロット装置４０，４１からの操作パイロット圧ＢＫＣ，ＢＫＤ及びＢＯＤ，ＢＯＵにより、流量制御弁５ｄ，５ｆ及び流量制御弁５ｅは操作装置３７の操作パイロット装置４２，４３からの操作パイロット圧ＡＲＣ，ＡＲＤ及びＳＷ１，ＳＷ２により、流量制御弁５ｈは操作パイロット装置４４からの操作パイロット圧ＡＵ１，ＡＵ２により、それぞれ切り換え操作される。
操作パイロット装置３８〜４４は、それぞれ、１対のパイロット弁（減圧弁）３８ａ，３８ｂ〜４４ａ，４４ｂを有し、操作パイロット装置３８，３９，４４はそれぞれ更に操作ペダル３８ｃ，３９ｃ、４４ｃを有し、操作パイロット装置４０，４１は更に共通の操作レバー４０ｃを有し、操作パイロット装置４２，４３は更に共通の操作レバー４２ｃを有している。操作ペダル３８ｃ，３９ｃ、４４ｃ及び操作レバー４０ｃ，４２ｃを操作すると、その操作方向に応じて関連する操作パイロット装置のパイロット弁が作動し、操作量に応じた操作パイロット圧が生成される。
【００３０】
また、操作パイロット装置３８〜４４の各パイロット弁の出力ラインにはシャトル弁６１〜６７、シャトル弁６８，６９，１００、シャトル弁１０１，１０２、シャトル弁１０３が階層的に接続され、シャトル弁６１，６３，６４，６５，６８，６９，１０１により操作パイロット装置３８，４０，４１，４２の操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ１の制御パイロット圧ＰＰ１として検出され、シャトル弁６２，６４，６５，６６，６７，６９，１００，１０２，１０３により操作パイロット装置３９，４１，４２，４３，４４の操作パイロット圧の最高圧力が油圧ポンプ２の制御パイロット圧ＰＰ２として検出される。
【００３１】
以上のような油圧駆動系に本発明のエンジン制御装置を備えたエンジン・ポンプ制御装置が設けられている。以下、その詳細を説明する。
図１において、油圧ポンプ１，２にはそれぞれレギュレータ７，８が備えられ、これらレギュレータ７，８で油圧ポンプ１，２の容量可変機構である斜板１ａ，２ａの傾転位置を制御し、ポンプ吐出流量を制御する。
【００３２】
油圧ポンプ１，２のレギュレータ７，８は、それぞれ、傾転アクチュエータ２０Ａ，２０Ｂ（以下、適宜２０で代表する）と、図３に示す操作パイロット装置３８〜４４の操作パイロット圧に基づいてポジティブ傾転制御をする第１サーボ弁２１Ａ，２１Ｂ（以下、適宜２１で代表する）と、油圧ポンプ１，２の全馬力制御をする第２サーボ弁２２Ａ，２２Ｂ（以下、適宜２２で代表する）とを備え、これらのサーボ弁２１，２２によりパイロットポンプ９から傾転アクチュエータ２０に作用する圧油の圧力を制御し、油圧ポンプ１，２の傾転位置を制御する。
【００３３】
傾転アクチュエータ２０、第１及び第２サーボ弁２１，２２の詳細を説明する。
【００３４】
各傾転アクチュエータ２０は、両端に大径の受圧部２０ａと小径の受圧部２０ｂとを有する作動ピストン２０ｃと、受圧部２０ａ，２０ｂが位置する大径の受圧室２０ｄ及び小径の受圧室２０ｅとを有し、両受圧室２０ｄ，２０ｅの圧力が等しいときは受圧面積差により作動ピストン２０ｃは図示右方向に移動し、斜板１ａ又は２ａの傾転を小さくしてポンプ吐出流量を減少させ、大径の受圧室２０ｄの圧力が低下すると、作動ピストン２０ｃを図示左方向に移動し、斜板１ａ又は２ａの傾転を大きくしてポンプ吐出流量を増大させる。また、大径の受圧室２０ｄは第１及び第２サーボ弁２１，２２を介してパイロットポンプ９の吐出路９ａとタンク１２に至る戻り油路１３に選択的に接続され、小径の受圧室２０ｅは直接パイロットポンプ９の吐出路９ａに接続されている。
【００３５】
ポジティブ傾転制御用の各第１サーボ弁２１は、ソレノイド制御弁３０又は３１からの制御圧力により作動し油圧ポンプ１，２の傾転位置を制御する弁であり、制御圧力が低いときはサーボ弁２１の弁体２１ａがバネ２１ｂの力で図示左方向に移動し、傾転アクチュエータ２０の大径の受圧室２０ｄを戻り油路１３にを介してタンク１２に連通し、油圧ポンプ１又は２の傾転を大きくし、制御圧力が上昇するとサーボ弁２１の弁体２１ａが図示右方向に移動し、パイロットポンプ９からのパイロット圧を大径の受圧室２０ｄに導き、油圧ポンプ１又は２の傾転を小さくする。
全馬力制御用の各第２サーボ弁２２は、油圧ポンプ１，２の吐出圧力とソレノイド制御弁３２からの制御圧力により作動して油圧ポンプ１，２の全馬力制御をする弁であり、ソレノイド制御弁３２にからの制御圧力より油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクを制御する。
【００３６】
即ち、油圧ポンプ１及び２の吐出圧力とソレノイド制御弁３２からの制御圧力が第２サーボ弁２２の受圧室２２ａ，２２ｂ，２２ｃにそれぞれ導かれ、油圧ポンプ１，２の吐出圧力の油圧力の和がバネ２２ｄの力と受圧室２２ｃに導かれる制御圧力の油圧力との差で決まる設定値より低いときは、弁体２２ｅは図示右方向に移動し、傾転アクチュエータ２０の大径の受圧室２０ｄを戻り油路１３にを介してタンク１２に連通し、油圧ポンプ１，２の傾転を大きくし、油圧ポンプ１，２の吐出圧力の油圧力の和が同設定値よりも高くなるにしたがって弁体２２ａを図示左方向に移動し、パイロットポンプ９からのパイロット圧を受圧室２０ｄに伝達し、油圧ポンプ１，２の傾転を小さくする。また、ソレノイド制御弁３２からの制御圧力が低いときは、上記設定値を大きくし、油圧ポンプ１，２の高めの吐出圧力から油圧ポンプ１，２の傾転を減少させ、ソレノイド制御弁３２からの制御圧力が高くなるにしたがって上記設定値を小さくし、油圧ポンプ１，２の低めの吐出圧力から油圧ポンプ１，２の傾転を減少させる。
【００３７】
図４に第２サーボ弁２２による吸収トルク制御の特性を示す。横軸は油圧ポンプ１，２の吐出圧力の平均値であり、縦軸は油圧ポンプ１，２の傾転（押しのけ容積）である。ソレノイド制御弁３２からの制御圧力が高くなる（バネ２２ｄの力と受圧室２２ｃの油圧力との差で決まる設定値が小さくなる）に従い第２サーボ弁２２の吸収トルク特性はＡ１，Ａ２，Ａ３と変化し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクはＴ１，Ｔ２，Ｔ３と減少する。また、ソレノイド制御弁３２からの制御圧力が低くなる（バネ２２ｄの力と受圧室２２ｃの油圧力との差で決まる設定値が大きくなる）に従い第２サーボ弁２２の吸収トルク特性はＡ１，Ａ４，Ａ５と変化し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクはＴ１，Ｔ４，Ｔ５と増大する。つまり、制御圧力を高くし設定値を小さくすれば油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクが減少し、制御圧力を低くし設定値を大きくすれば油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクが増大する。
【００３８】
ソレノイド制御弁３０，３１，３２は駆動電流ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３により作動する比例減圧弁であり、駆動電流ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３が最小のときは、出力する制御圧力を最高にし、駆動電流ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３が増大するに従って出力する制御圧力を低くするよう動作する。駆動電流ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３は図５に示す車体コントローラ７０より出力される。
【００３９】
原動機１０はディーゼルエンジンであり、目標燃料噴射量ＦＮ１の信号により作動する電子燃料噴射装置１４を備えている。指令信号は図５に示す燃料噴射装置コントローラ８０より出力される。電子燃料噴射装置１４は原動機（以下、エンジンという）１０の回転数と出力とを制御する。
【００４０】
エンジン１０に対する目標回転数ＮＲ１をオペレータが手動で入力する目標エンジン回転数入力部７１が設けられ、その目標回転数ＮＲ１の入力信号は車体コントローラ７０及びエンジン燃料噴射装置コントローラ８０に取り込まれる。目標エンジン回転数入力部７１は例えばポテンショメータのような電気的入力手段であり、オペレータが基準となる目標回転数（目標基準回転数）を指令するものである。
【００４１】
また、エンジン１０の実回転数ＮＥ１を検出する回転数センサー７２と、油圧ポンプ１，２の制御パイロット圧ＰＰ１，ＰＰ２を検出する圧力センサー７３，７４（図３参照）と、油圧ポンプ１，２の傾転ＳＲ１，ＳＲ２を検出する位置センサー７５，７６と、油圧ポンプ１，２の吐出圧ＤＰ１，ＤＰ２を検出する圧力センサー７７，７８が設けられている。
【００４２】
車体コントローラ７０及び燃料噴射装置コントローラ８０の全体の信号の入出力関係を図５に示す。
【００４３】
車体コントローラ７０は目標エンジン回転数入力部７１からの目標回転数ＮＲ１の信号、圧力センサー７３，７４からのポンプ制御パイロット圧ＰＰ１，ＰＰ２の信号、位置センサー７５，７６からの傾転ＳＲ１，ＳＲ２の信号、圧力センサー７７，７８からのポンプ吐出圧ＤＰ１，ＤＰ２の信号を入力し、所定の演算処理を行って駆動電流ＳＩ１，ＳＩ２，ＳＩ３をソレノイド制御弁３０〜３２に出力するとともに、目標回転数ＮＲ１の信号をエンジン燃料噴射装置コントローラ８０に出力する。エンジン燃料噴射装置コントローラ８０は車体コントローラ７０からの目標回転数ＮＲ１の信号、回転数センサー７２の実回転数ＮＥ１の信号を入力し、所定の演算処理を行って目標燃料噴射量ＦＮ１の信号を電子燃料噴射装置１４に出力する。
【００４４】
車体コントローラ７０の油圧ポンプ１，２の制御及び目標回転数ＮＲ１の算出に関する処理機能を図６及び図７に示す。
【００４５】
図６において、車体コントローラ７０は、ポンプ目標傾転演算部７０ａ，７０ｂ、ソレノイド出力電流演算部７０ｃ，７０ｄ、エンジン負荷増加量演算部７０ｆ、エンジン回転数増加ゲイン演算部７０ｇ、乗算部７０ｈ、エンジン回転数増分値選択部７０ｉ、一次遅れ要素７０ｊ、減算部７０ｋ、減算部７０ｍ、ゲイン乗算部７０ｎ、積分加算部７０ｐ、一次遅れ要素７０ｑ、補正値加算部７０ｒ、ベーストルク演算部７０ｓ、ソレノイド出力電流演算部７０ｔの各機能を有している。
【００４６】
ポンプ目標傾転演算部７０ａは、油圧ポンプ１側の制御パイロット圧ＰＰ１の信号を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの制御パイロット圧ＰＰ１に応じた油圧ポンプ１の目標傾転θＲ１を演算する。この目標傾転θＲ１はパイロット操作装置３８，４０，４１，４２の操作量に対するポジティブ傾転制御の基準流量メータリングであり、メモリのテーブルには制御パイロット圧ＰＰ１が高くなるに従って目標傾転θＲ１も増大するようＰＰ１とθＲ１の関係が設定されている。
【００４７】
ソレノイド出力電流演算部７０ｃは、θＲ１に対してこのθＲ１が得られる油圧ポンプ１の傾転制御用の駆動電流ＳＩ１を求め、これをソレノイド制御弁３０に出力する。
ポンプ目標傾転演算部７０ｂ、ソレノイド出力電流演算部７０ｄでも、同様にポンプ制御パイロット圧ＰＰ２の信号から油圧ポンプ２の傾転制御用の駆動電流ＳＩ２を算出し、これをソレノイド制御弁３１に出力する。
【００４８】
エンジン負荷増加量演算部７０ｆ、エンジン回転数増加ゲイン演算部７０ｇ、乗算部７０ｈ、エンジン回転数増分値選択部７０ｉ、一次遅れ要素７０ｊ、減算部７０ｋ、減算部７０ｍ、ゲイン乗算部７０ｎ、積分加算部７０ｐ、一次遅れ要素７０ｑは、油圧ポンプ１，２の負荷に係わる状態量である制御パイロット圧ＰＰ１，ＰＰ２、ポンプ傾転ＳＲ１，ＳＲ２、ポンプ吐出圧ＤＰ１，ＤＰ２の変化速度に基づいてエンジン回転数増加量を回転数補正値ΔＴ３として演算する手段９０（以下、回転数補正値演算部という）を構成するものであり、補正値加算部７０ｒはその回転数補正値ΔＴ３を入力部７１からの目標回転数ＮＲ１に加算し、制御用の目標回転数指令ＮＲ２としてベーストルク演算部７０ｒに入力する。以下、その詳細を説明する。
【００４９】
エンジン負荷増加量演算部７０ｆは、油圧ポンプの負荷に係わる状態量を入力し、エンジン負荷増加量ΔＴ１を演算する。
【００５０】
図７はエンジン負荷増加量演算部７０ｆの処理機能の詳細を示す図であり、エンジン負荷増加量演算部７０ｆは、一次遅れ要素７０１ａ，７０１ｂ，７０１ｃ，７０１ｄ，７０１ｅ，７０１ｆ、減算部７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄ，７０２ｅ，７０２ｆ、ゲイン乗算部７０３ａ，７０３ｂ，７０３ｃ，７０３ｄ，７０３ｅ，７０３ｆ、フィルタ処理部７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄ，７０４ｅ，７０４ｆ、加算部７０５ａ，７０５ｂ，７０５ｃ、フィルタ処理部７０６の各機能を有している。
【００５１】
制御パイロット圧ＰＰ１，ＰＰ２の信号、ポンプ傾転ＳＲ１，ＳＲ２の信号、ポンプ吐出圧ＤＰ１，ＤＰ２の信号が入力され、各々、減算部７０２ａ〜７０２ｆにおいて前回の入力値との差分をとることでそれぞれの入力速度を演算する。この入力速度は各状態量の変化速度に相当する。次いで、ゲイン乗算部７０３ａ〜７０３ｆにおいてそれぞれの入力速度に各ゲインＫｎｎを乗じた値を負荷増加量として求める。次いで、フィルタ処理部７０４ａ〜７０４ｆにおいてそれらの負荷増加量が微少変化の場合はゼロとするフィルターを通過させ、加算部７０５ａ〜７０５ｃにおいてそれらを全て合計し、フィルタ処理部７０６において負荷増加方向の正の値のみを通過させ、その値を負荷増加量ΔＴ１として演算する。
【００５２】
図６に戻り、エンジン回転数増加ゲイン演算部７０ｇは、入力された目標回転数ＮＲ１の関数としてゲインＫΔＴ１を演算し、乗算部７０ｈにおいて負荷増加量ΔＴ１にそのゲインＫΔＴ１を掛けてエンジン回転数増加量ΔＴ２を算出する。エンジン回転数増加ゲイン演算部７０ｇには、目標回転数ＮＲ１が低くなるに従ってゲインＫΔＴ１が小さくなるようＮＲ１とＫΔＴ１との関係が設定されており、目標回転数ＮＲ１が低いときはゲインＫΔＴ１を小さ目の値とすることで、乗算部７０ｈで演算されるエンジン回転数増加量ΔＴ２を小さ目の値とする。
【００５３】
減算部７０ｋはエンジン回転数増加量ΔＴ２の今回値と一次遅れ要素７０ｊからの前回値の差分をとり、判定値αを生成する。判定値αはエンジン回転数上昇量ΔＴ２の変化の有無及び変化方向に応じて正負、０のいずれかの値を取る。つまり、エンジン回転数増加量ΔＴ２の変化が増加方向であれば判定値αは正の値となり、減少方向であれば判定値αは負の値となり、エンジン回転数増加量ΔＴ２の変化がなければ（一定であれば）判定値αは０となる。
【００５４】
エンジン回転数増分値選択部７０ｉは、判定値αの正負或いは０かどうかを判断し、その判断結果に応じて減算部７０ｍに与えるエンジン回転数の増分値ΔＴ２Ａを切り換えるものであり、α≧０であれば（エンジン回転数増加量ΔＴ２の変化が増加方向であるかΔＴ２の変化がなければ）状態Ｂのエンジン回転数増加量ΔＴ２を選択して、減算部７０ｍに与える増分値ΔＴ２Ａをエンジン回転数増加量ΔＴ２とし、α＜０であれば（エンジン回転数増加量ΔＴ２の変化が減少方向であれば）状態Ａの０を選択して、減算部７０ｍに与える増分値ΔＴＡを０とする。ただし、状態Ｂから状態Ａに切り換えるときは一定時間（例えば３秒）の遅れを持たせ、前回値を維持するホールド機能を有している。
【００５５】
減算部７０ｍは、エンジン回転数増分値選択部７０ｉで選択した増分値ΔＴ２Ａから前回の回転数補正値ΔＴ４を差し引いて偏差ΔΔＴ２を求める。
【００５６】
ゲイン乗算部７０ｎは偏差ΔΔＴ２に対して一次遅れを持たせるものであり、この一次遅れのゲインは増加方向（ΔΔＴ２≧）を１とし、減少方向（ΔΔＴ２＜０）はそれより小さな値とし、ΔΔＴ２にそのゲインを乗じて偏差ΔΔＴ４を得る。
【００５７】
積分加算部７０ｐは、一次遅れ要素７０ｑからの回転数補正値ΔＴ４の前回値にΔΔＴ４を加算して今回の回転数補正値ΔＴ３とする。
【００５８】
以上のようにして演算された回転数補正値ΔＴ３は補正値加算部７０ｒに与えられ、補正値加算部７０ｒは目標回転数ＮＲ１にその回転数補正値ΔＴ３を加え、制御用の目標回転数指令ＮＲ２を得る。
【００５９】
ベーストルク演算部７０ｓは、補正値加算部７０ｒからの目標回転数指令ＮＲ２を入力し、これをメモリに記憶してあるテーブルに参照させ、そのときの目標回転数指令ＮＲ２に応じたポンプベーストルクＴＲ０を算出する。ソレノイド出力電流演算部７０ｔは、第２サーボ弁２２により制御される油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクがＴＲ０となるようソレノイド制御弁３２の駆動電流ＳＩ３を求め、これをソレノイド制御弁３２に出力する。
【００６０】
このようにして駆動電流ＳＩ３を受けたソレノイド制御弁３２は駆動電流Ｓ１３に応じた制御圧力を出力し、第２サーボ弁２２の設定値を制御し、油圧ポンプ１，２の最大吸収トルクがＴＲ０になるよう制御する。
【００６１】
燃料噴射装置コントローラ８０の処理機能を図８に示す。
【００６２】
燃料噴射装置コントローラ８０は、回転数偏差演算部８０ａ、燃料噴射量変換部８０ｂ、積分加算部８０ｃ、リミッタ演算部８０ｄ、一次遅れ要素８０ｅの各制御機能を有している。
【００６３】
回転数偏差演算部８０ａは、目標回転数ＮＲ２と実回転数ＮＥ１とを比較して回転数偏差ΔＮ（＝ＮＲ２−ＮＥ１）を算出し、燃料噴射量変換部８０ｂはその回転数偏差ΔＮにゲインＫＦを掛けて目標燃料噴射量の増分ΔＦＮを演算し、積分加算部８０ｃは一次遅れ要素８０ｅからの目標燃料噴射量ＦＮ１の前回値ＦＮ２にその増分ΔＦＮを加算して新たな目標燃料噴射量ＦＮ３を演算し、リミッタ演算部８０ｄはその目標燃料噴射量ＦＮ３に上限・下限リミッタを掛け、目標燃料噴射量ＦＮ１とする。この目標燃料噴射量ＦＮ１は制御電流に変換され、電子燃料噴射装置１４に出力され燃料噴射量を制御する。これにより実回転数ＮＥ１が目標回転数ＮＲ２より小さいとき（回転数偏差ΔＮが正のとき）は目標燃料噴射量ＦＮ１を増大させ、実回転数ＮＥ１が目標回転数ＮＲ２より大きくなると（回転数偏差ΔＮが負になると）目標燃料噴射量ＦＮ１を減少させるよう、つまり目標回転数ＮＲ２と実回転数ＮＥ１との偏差ΔＮが０になるよう積分演算により目標燃料噴射量ＦＮ１を演算し、実回転数ＮＥ１が目標回転数ＮＲ２に一致するよう燃料噴射量が制御される。
【００６４】
次に、以上のように構成した本実施の形態の動作の特徴を図９及び図１０を用いて説明する。
【００６５】
図９は、従来技術における操作入力変化に対するエンジン回転数の変化を示すタイムチャートであり、図１０は、本実施の形態における操作入力変化に対するエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。図９及び図１０において、上から順番にポンプ制御パイロット圧ＰＰ１又はＰＰ２（ＰＰで代表）、ポンプ吐出圧ＤＰ１，ＤＰ２（ＤＰで代表）、ポンプ傾転ＳＲ１，ＳＲ２（ＳＲで代表）、目標回転数ＮＲ１（図９）又はＮＲ２（図１０）、実エンジン回転数ＮＥ１を示している。ポンプ制御パイロット圧ＰＰは図３に示した操作パイロット装置３８〜４４のいずれかのレバー操作量に対応する値である。また、入力部７１からの目標回転数ＮＲ１を一定とし、時刻ｔ１で微操作を行い、時刻ｔ２で操作レバーを急操作し、時刻ｔ３でレバー操作を停止した場合を想定し、時刻ｔ１〜ｔ２間、ｔ２〜ｔ３間のポンプ制御パイロット圧ＰＰ、ポンプ吐出圧ＤＰ、ポンプ傾転ＳＲの変化速度は一定であると仮定している。
【００６６】
従来技術では、図９に示すように、時刻ｔ１において操作レバーを微操作した場合はエンジン回転数の低下は少ないが、時刻ｔ２で操作レバーを急操作すると、それに応じてポンプ吐出圧ＤＰ及びポンプ傾転ＳＲは急増し、実エンジン回転数ＮＥ１は急低下する。また。その低下量も大きい。
【００６７】
これに対し、本実施の形態では、時刻ｔ２で操作レバーを急操作すると、上述した回転数補正値演算部９０により、目標回転数指令ＮＲ２は入力部７１からの目標回転数ＮＲ１から上昇させ、その後緩やかにその目標回転数ＮＲ１へと戻るように補正されるため、実エンジン回転数ＮＥ１の急低下は防止されかつその低下量も小さくなる。その詳細は次の通りである。
【００６８】
時刻ｔ１〜ｔ２：
操作レバーの微操作時であるため、ポンプ制御パイロット圧ＰＰ、ポンプ吐出圧ＤＰ、ポンプ傾転ＳＲの変化速度は小さく、図７に示したエンジン負荷増加量演算部７０ｆのフィルタ処理部７０４ａ〜７０４ｆにおいてそれらがゼロとなるようフィルター処理される。よって、この場合、エンジン負荷増加量演算部７０ｆで演算される負荷増加量ΔＴ１は０であり、回転数補正値ΔＴ３も０となるため、目標回転数ＮＲ２（＝ＮＲ１）は一定となる。よって、実エンジン回転数ＮＥ１は従来と同様に変化する。
【００６９】
時刻ｔ２〜ｔ３：
操作レバーの急操作時であるため、エンジン負荷増加量演算部７０ｆにおいて負荷増加量ΔＴ１が演算され、乗算部７０ｈでその負荷増加量ΔＴ１とそのときの目標回転数ＮＲ１に応じたエンジン回転数増加量ΔＴ２がされる。
【００７０】
このとき、時刻ｔ２の最初の演算処理においては、エンジン回転数増加量ΔＴ２の前回値はゼロであるので、減算部７０ｋにおいて正の判定値αが演算され、エンジン回転数増分値選択部７０ｉは状態Ｂとなり、乗算部７０ｈで演算されたエンジン回転数増加量ΔＴ２が増分値ΔＴ２Ａとして減算部７０ｍに与えられる。また、減算部７０ｍにおいては、補正回転数ΔＴ３の前回値はゼロであるので、増分値ΔＴ２Ａ（＝エンジン回転数増加量ΔＴ２）が偏差ΔΔＴ２となり、ゲイン乗算部７０ｎで偏差  ΔΔＴ２にゲイン１を乗じた値が偏差ΔΔＴ４（＝ΔΔＴ２）として演算され、積分加算部７０ｐに与えられる。このとき、補正回転数ΔＴ３の前回値はゼロであるので、偏差ΔΔＴ４が補正回転数ΔＴ３となる。これにより図１０に示すように、目標回転数ＮＲ２は時刻ｔ２においてΔＴ３分だけ増加する。
【００７１】
ここで、時刻ｔ２〜ｔ３の間はポンプ制御パイロット圧ＰＰ、ポンプ吐出圧ＤＰ、ポンプ傾転ＳＲの変化速度は一定であるので、各演算処理において、図７の減算部７０２ａ〜７０２ｆにおいて演算される入力速度は同じ値が演算され、負荷増加量ΔＴ１も同じ値が演算され、エンジン回転数増加量ΔＴ２も同じ値が演算される。このため、減算部７０ｋでは判定値α＝０が演算され、エンジン回転数増分値選択部７０ｉは状態Ｂを維持し、乗算部７０ｈで演算されたエンジン回転数増加量ΔＴ２が増分値ΔＴ２Ａとして減算部７０ｍに与えられる。
【００７２】
よって、二度目以降の演算処理では、補正回転数ΔＴ３の前回値は今回演算された増分値ΔＴ２Ａと等しくなるため、減算部７０ｍにおいては偏差ΔΔＴ２＝０が演算され、ゲイン乗算部７０ｎでも偏差ΔΔＴ４＝０が演算され、補正回転数ΔＴ３の前回値が維持される。これにより図１０に示すように時刻ｔ２〜ｔ３の間は増加後の目標回転数ＮＲ２が維持される。
【００７３】
時刻ｔ３〜ｔ４：
時刻ｔ３でレバー操作を停止すると、ポンプ制御パイロット圧ＰＰ、ポンプ吐出圧ＤＰ、ポンプ傾転ＳＲは一定となり、図７の減算部７０２ａ〜７０２ｆにおいて演算される入力速度は負の値が演算され、負荷増加量ΔＴ１も負の値となり、エンジン回転数増加量ΔＴ２も負の値となる。このため、減算部７０ｋでは負の判定値αが演算され、エンジン回転数増分値選択部７０ｉは一定時間（例えば３秒）の間、前回値を維持する。よって、その間は、上記ｔ２〜ｔ３の間と同様、補正回転数ΔＴ３の前回値が維持され、図１０に示すようにｔ３後も一定時間、増加後の目標回転数ＮＲ２が維持される。
【００７４】
時刻ｔ４〜ｔ５：
上記一定時間が経過して時刻ｔ４に達すると、エンジン回転数増分値選択部７０ｉは状態Ｂから状態Ａに切り換わり、増分値ΔＴ２Ａを０にする。このため減算部７０ｍにおいては、補正回転数ΔＴ３の前回値の負の値が偏差ΔΔＴ２として演算され、ゲイン乗算部７０ｎで偏差  ΔΔＴ２にゲイン１よりも小さなゲインを乗じた値が偏差ΔΔＴ４（＜０）として演算され、積分加算部７０ｐに与えられる。よって、積分加算部７０ｐで演算される補正回転数ΔＴ３は前回値より小さくなり、目標回転数ＮＲ２も前回値より小さくなる。これにより図１０に示すように時刻ｔ４以降は目標回転数ＮＲ２は徐々に小さくなる。
【００７５】
時刻ｔ５以降：
時刻ｔ５で補正回転数ΔＴ３＝０になると、減算部７０ｍにおいて演算される偏差ΔΔＴ２も０となるため、補正回転数ΔＴ３は０を維持する。このため時刻ｔ５以降は、目標回転数ＮＲ２はＮＲ１に復帰する。
【００７６】
以上のように本実施の形態によれば、圧力センサー７３，７４、位置センサー７５，７６、圧力センサー７７，７８からなる油圧ポンプ１，２の負荷に係わる状態量を検出する状態量検出手段と、目標回転数補正値演算部９０及び補正値加算部７０ｒからなる目標回転数補正手段を設け、状態量の変化に基づいて入力部７１からの目標回転数ＮＲ１から上昇し、その後緩やかにその目標回転数ＮＲ１へと戻るように制御用の目標回転数ＮＲ２を演算し、その制御用の目標回転数ＮＲ２に基づいて目標燃料噴射量ＦＮ１を演算し燃料噴射量を制御するようにしたので、エンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができるとともに、必要以上にエンジン回転数が上昇することがなくなり、エンジン回転数の上がり過ぎによる耐久性の低下を防止することができる。
【００７７】
また、油圧ポンプ１，２の吸収トルクは減少せず、エンジン回転数の制御であるため、油圧ポンプ１，２は制御のないときと同様の最大吐出流量を維持することができ、作業が犠牲になることはない。
【００７８】
更に、状態量の変化に基づいて入力部７１からの目標回転数ＮＲ１から上昇し、状態量の変化が無くなるとその後一定時間、上昇した目標回転数を維持し、その後緩やかにその目標回転数ＮＲ１へと戻るように制御用の目標回転数ＮＲ２を演算して制御するので、確実にエンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができる。
【００７９】
また、エンジン回転数増加ゲイン演算部７０ｇを設け、目標回転数の増加量である回転数補正値ΔＴ３を入力部７１の指令に基づく目標回転数ＮＲ１に依存した可変値として演算するので、入力部７１の指令に基づく目標回転数ＮＲ１が変わるとそれに応じて目標回転数の増加量（回転数補正値ΔＴ３）も変わるため、目標回転数ＮＲ１如何に係わらず最適の目標回転数の増加量（回転数補正値ΔＴ３）を演算することができ、エンジン回転数の上がり過ぎを起こさずに適切にエンジン回転数の低下低減制御が行える。
【００８０】
また、油圧ポンプ１，２の負荷に係わる状態量として、制御パイロット圧ＰＰ１，ＰＰ２（レバー操作量）、ポンプ傾転ＳＲ１，ＳＲ２、ポンプ吐出圧ＤＰ１，ＤＰ２を検出し制御に用いるので、油圧ポンプ１，２の負荷状態を精度良く把握することができ、この点でも適切にエンジン回転数の低下低減制御が行える。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、作業を犠牲にすることなくエンジン負荷急増時のエンジン回転数の低下を低減することができ、かつエンジン回転数の上がり過ぎによる耐久性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる油圧建設機械のエンジン制御装置を備えたエンジン・ポンプ制御装置を示す図である。
【図２】弁装置及びアクチュエータの油圧回路図である。
【図３】流量制御弁の操作パイロット系を示す図である。
【図４】ポンプレギュレータの第２サーボ弁によるポンプ吸収トルクの制御特性を示す図である。
【図５】エンジン・ポンプ制御装置の演算制御部を構成するコントローラ（車体コントローラ及びエンジン燃料噴射装置コントローラ）とその入出力関係を示す図である。
【図６】車体コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図７】車体コントローラにおけるエンジン負荷増加量演算部の処理機能を示す機能ブロック図である。
【図８】燃料噴射装置コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。
【図９】従来技術における負荷投入時のエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における負荷投入時のエンジン回転数の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１，２  油圧ポンプ
１ａ，２ａ  斜板
５  弁装置
７，８  レギュレータ
１０  原動機
１４  電子燃料噴射装置
２０Ａ，２０Ｂ  傾転アクチュエータ
２１Ａ，２１Ｂ  第１サーボ弁
２２Ａ，２２Ｂ  第２サーボ弁
３０〜３２  ソレノイド制御弁
３８〜４４  操作パイロット装置
５０〜５６  アクチュエータ
７０  車体コントローラ
７０ａ，７０ｂ  ポンプ目標傾転演算部
７０ｃ，７０ｄ  ソレノイド出力電流演算部
７０ｆ  エンジン負荷増加量演算部
７０ｇ  エンジン回転数増加ゲイン演算部
７０ｈ  乗算部
７０ｉ  エンジン回転数増分値選択部
７０ｊ  一次遅れ要素
７０ｋ  減算部
７０ｍ  減算部
７０ｎ  ゲイン乗算部
７０ｐ  積分加算部
７０ｑ  一次遅れ要素
７０ｒ  補正値加算部
７０ｓ  ベーストルク演算部
７０ｔ  ソレノイド出力電流演算部
７１  目標エンジン回転数入力部
７２  回転数センサー
７３，７４  圧力センサー
７５，７６  位置センサー
７７，７８  圧力センサー
８０  燃料噴射装置コントローラ
８０ａ  回転数偏差演算部
８０ｂ  燃料噴射量変換部
８０ｃ  加算部
８０ｄ  リミッタ演算部
８０ｅ  一次遅れ要素
９０  補正回転数演算部
【図１】
2005016398.tif 000003
【図２】
2005016398.tif 000004
【図３】
2005016398.tif 000005
【図４】
2005016398.tif 000006
【図５】
2005016398.tif 000007
【図６】
2005016398.tif 000008
【図７】
2005016398.tif 000009
【図８】
2005016398.tif 000010
【図９】
2005016398.tif 000011
【図１０】
2005016398.tif 000012