エンジン制御装置及びこれを備えた作業機械
【課題】目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができるエンジン制御装置及びこれを備えた作業機械を提供すること。
【解決手段】アクチュエータに要求される作動油流量に基づいてエンジン５の目標回転数を設定する回転数設定手段と、アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、前記回転数設定手段は、急負荷作業期間中にはないと判定された場合には通常時目標回転数を設定する一方、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合には前記通常時目標回転数以上の急負荷時目標回転数に設定する。
【解決手段】アクチュエータに要求される作動油流量に基づいてエンジン５の目標回転数を設定する回転数設定手段と、アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、前記回転数設定手段は、急負荷作業期間中にはないと判定された場合には通常時目標回転数を設定する一方、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合には前記通常時目標回転数以上の急負荷時目標回転数に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプを駆動するためのエンジンを制御するエンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油によって駆動するアクチュエータとを備えた作業機械が知られている。
【０００３】
この種の作業機械では、アクチュエータに要求される動力に応じてエンジンの回転数を制御するエンジン制御装置を備えたもの（例えば、特許文献１）が知られている。
【０００４】
特許文献１のエンジン制御装置は、操作レバーの操作量に応じて算出された油圧ポンプの目標流量を当該油圧ポンプの最大傾転で吐出させるためのエンジン回転数（以下、第一回転数と称す）と、前記目標流量を吐出させるために要する油圧ポンプの必要馬力を得ることができるとともに燃料消費率が最も低くなるエンジン回転数（以下、第二回転数と称す）とを算出し、これら第一及び第二回転数のうち回転数の大きな方を選択するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、油圧ポンプの吐出量を増大させるためには、油圧ポンプの傾転を大きくするか、又はエンジンの回転数を大きくすることが考えられるが、エンジン回転数を大きくするためには、傾転を大きくする場合よりも長い時間を要するため、吐出量の増大について応答性を良好にするためには、油圧ポンプの傾転を調整することが望まれる。
【０００６】
そして、前記特許文献１のエンジン制御装置において、第一回転数が選択された場合、エンジン回転数を小さくすることにより油圧ポンプの傾転を最大にして燃費の改善を図ることができるものの、傾転をさらに大きくすることができないため流量を確保するためにはエンジン回転数を上げざるを得ず、目標流量を得るための応答性が悪化するという問題があった。
【０００７】
一方、第二回転数が選択された場合においても、このように選択されたエンジン回転数に対応して設定される油圧ポンプの傾転が最大傾転に近いものであるときには、その後、目標流量が急激に増大した場合に前記と同様に目標流量を得るための応答性が悪化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができるエンジン制御装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段とを備えた作業機械に設けられ、前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御装置であって、前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいてエンジンの目標回転数を設定する回転数設定手段と、この回転数設定手段により設定された目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を調整する回転数調整手段と、前記アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、前記回転数設定手段は、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にはないと判定された場合には通常時目標回転数を設定する一方、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にあると判定された場合には前記通常時目標回転数以上の急負荷時目標回転数を設定することを特徴とするエンジン制御装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業期間にあると判定された場合に設定される急負荷時目標回転数が、急負荷作業期間中にないと判定された通常時回転数以上の回転数に設定されるため、その分、通常作業時よりも油圧ポンプの傾転を小さく維持することができる。
【００１１】
そのため、本発明によれば、急負荷作業期間中にはエンジンの回転数をできるだけ大きく設定して、その分、油圧ポンプの傾転を小さく維持することにより、その後急激に目標流量が増大した場合にはポンプ傾転を大きくすることにより迅速な対応をすることができる。
【００１２】
したがって、本発明によれば、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができる。
【００１３】
前記急負荷期間中にあるか否かを判定するために、前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記吐出流量の最大値から最小値を減じた第一最大変化流量と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における吐出流量の最大値から最小値を減じた第二最大変化流量とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化流量と第二最大変化流量とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えている構成とすることができる。
【００１４】
このようにすれば、過去の第一経過期間中の第一最大変化流量と、この第一経過期間よりも短い期間である直近の第二経過期間中の第二最大変化流量とを利用して、例えば、直近の第二最大変化流量が第一最大変化流量の所定の割合まで増加しているときに急負荷期間中にあると判定することができる。
【００１５】
また、前記急負荷期間中にあるか否かを判定するために、前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第一最大変化動力と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第二最大変化動力とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化動力と第二最大変化動力とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えている構成とすることもできる。
【００１６】
このように構成した場合にも、前記構成と同様に、第一最大変化動力と第二最大変化動力とを利用して、例えば、直近の第二最大変化動力が第一最大変化動力の所定の割合まで増加しているときに急負荷作業期間にあると判定することができる。
【００１７】
一方、前記急負荷時目標回転数を設定するために、前記回転数設定手段は、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に現時点から特定の時間が経過した後に必要になると想定される前記エンジンの想定回転数を特定する手段と、前記急負荷時目標回転数が前記特定時間の間に前記想定回転数まで増加するときの当該回転数の増加率であって前記急負荷作業期間中に許容される許容増加率を特定する手段と、この許容増加率に従い前記特定時間が経過したときに前記想定回転数まで増大することになる理想回転数を特定する手段とを備え、少なくとも前記理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定する構成とすることができる。
【００１８】
このようにすれば、急負荷期間中に要求されるものとして想定される想定回転数までエンジンの回転数を増大させることを仮定したときに、この回転数の増加率が急負荷期間中に許容される許容増加率となるように特定された理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することができるので、このように設定された急負荷時目標回転数から前記想定回転数までの回転数の増加率を前記許容増加率以下に収めることができる。
【００１９】
したがって、この構成によれば、以後、想定回転数までの回転数の増大を要求された場合であっても、回転数を急激に増大させることを回避できるため、応答性が悪化するのをより確実に抑制することができる。
【００２０】
具体的に、前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに、前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数によって前記第一経過期間における吐出流量の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出可能となる現時点の回転数を第一理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えている構成とすることができる。
【００２１】
このようにすれば、過去第一時間の間に発生した最大流量が、この第一時間よりも短い第二時間後の目標流量となった場合でも、この目標流量を、回転数増加率平均値に従って増加したエンジン回転数によって油圧ポンプが最大傾転で吐出することができる現時点の回転数（第一理想回転数）を算出することができるので、この第一理想回転数以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、前記最大流量を第二時間経過後に吐出させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を過去第一経過期間における回転数増加率平均値以下に抑えることができる。
【００２２】
より具体的に、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数と、前記第一経過期間における吐出流量の最大値と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記第一理想回転数を算出することができる。
【００２３】
さらに、前記回転数設定手段は、前記第一経過期間における油圧ポンプの動力の推移を記憶しており、前記増加率演算部は、前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出し、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときに、前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧と前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数とによって、第一経過期間における動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点のエンジン回転数を第二理想回転数として算出し、少なくとも前記第一理想回転数及び第二理想回転数のうち大きなもの以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、将来の目標流量を想定して算出された第一理想回転数と、将来の油圧ポンプの動力を想定して算出された第二理想回転数のうち、少なくとも大きな理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数として設定することができるので、将来の目標流量及び動力を確実に確保しながら、これらを確保するためのエンジン回転数の増加率をできるだけ小さく抑えることにより、応答性の悪化を抑制することができる。
【００２５】
また、前記理想回転数を算出するために、前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移、動力の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出するとともに前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数、及び前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧によって、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点の回転数を前記理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えている構成とすることもできる。
【００２６】
このようにすれば、過去第一時間の間に発生した最大動力が、この第一時間よりも短い第二時間経過後の目標動力となった場合でも、この目標動力を、回転数増加率平均値に従って増加したエンジン回転数、及び吐出圧増加率平均値に従って増加した吐出圧によって油圧ポンプが最大傾転で出力することができる現時点の回転数（理想回転数）を算出することができるので、この理想回転数以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、前記最大動力を第二時間経過後に出力させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を過去第一経過期間における回転数増加率平均値以下に抑えることができる。
【００２７】
具体的に、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する検出手段をさらに備え、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数及び予想増加吐出圧と、現時点における前記油圧ポンプの吐出圧と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記理想回転数を算出することができる。
【００２８】
そして、前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプに吐出させるためのエンジン回転数のうち、予め設定されたマップに基づいて燃料消費率が小さい小燃費回転数を特定する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び小燃費回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間中にはないと判定された場合に、前記小燃費回転数を通常時目標回転数に設定することが好ましい。
【００２９】
このようにすれば、急負荷期間にあると判定された場合に、前記理想回転数及び小燃費回転数のうち大きなものを急負荷時目標回転数として設定することができるので、目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【００３０】
一方、前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出することが可能となるエンジンの最大傾転時回転数を算出する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び最大傾転時回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間にはないと判定された場合に、前記最大傾転時回転数を通常時目標回転数に設定するように構成することもできる。
【００３１】
このようにすれば、急負荷期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び最大傾転時回転数のうち大きなものを急負荷時目標回転数として設定することができるので、目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【００３２】
さらに、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段と、前記エンジン制御装置とを備えた作業機械を提供する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業期間にあると判定された場合に設定される急負荷時目標回転数が、急負荷作業期間中にないと判定された通常時回転数以上の回転数に設定されるため、その分、通常作業時よりも油圧ポンプの傾転を小さく維持することができる。
【００３４】
そのため、本発明によれば、急負荷作業期間中にはエンジンの回転数をできるだけ大きく設定して、その分、油圧ポンプの傾転を小さく維持することにより、その後急激に目標流量が増大した場合にはポンプ傾転を大きくすることにより迅速な対応をすることができる。
【００３５】
したがって、本発明によれば、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態に係る作業機械の電気的構成及び油圧系統を概略的に示す全体図である。
【００３８】
図１を参照して、例えば、油圧ショベルを代表とする作業機械には、図示は省略するが、上部旋回体（駆動対象物の一例）を下部走行体に対し旋回駆動するための油圧モータ２や、前記上部旋回体に設けられた作業アタッチメント（駆動対象物の一例）を起伏させるための油圧シリンダ３等を含むアクチュエータが設けられている。以下、これら油圧モータ２及び油圧シリンダ３をアクチュエータの一例として含む油圧系統を備えた作業機械について説明する。
【００３９】
作業機械は、油圧回路４と、エンジン５と、このエンジン５によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ６と、この油圧ポンプ６から供給される作動油により駆動される前記油圧モータ２及び油圧シリンダ３と、前記油圧ポンプ６から吐出される作動油圧を検出する圧力センサ７と、これら油圧モータ２及び油圧シリンダ３に要求される動力に基づいてエンジン５の回転数を制御するコントローラ（エンジン制御装置）８と、このコントローラ８に接続された第一ダイヤル１４及び第二ダイヤル１５とを備えている。
【００４０】
前記油圧回路４は、前記油圧ポンプ６から吐出された作動油を前記油圧モータ２及び油圧シリンダ３に供給することが可能な油路と当該油圧モータ２及び油圧シリンダ３から排出された作動油をタンク２５に回収するための油路とを適宜切換可能な切り換え弁を適所に備えたものである。また、油圧回路４は、オペレータの入力操作を受ける操作レバー９を備え、この操作レバー９はオペレータの入力操作に応じて前記油圧モータ２や油圧シリンダ３を駆動するための電気信号を前記コントローラ８に出力するようになっている。
【００４１】
前記エンジン５は、エンジン本体２４と、このエンジン本体２４に設けられたエンジン制御部１０及び回転数センサ１１とを備えている。エンジン本体２４は、油圧ポンプ６を回転駆動可能となるように当該油圧ポンプ６に連結された出力軸２４ａを備えている。エンジン制御部１０は、コントローラ８からの制御信号に応じて燃料噴射量を調整するようになっている。回転数センサ１１は、前記出力軸２４ａの回転数を検出可能に構成されている。
【００４２】
油圧ポンプ６は、車軸式の可変容量型のポンプであり、その傾転を調整するためのレギュレータ１２を備えている。このレギュレータ１２は、前記コントローラ８に対し電気的に接続されている。
【００４３】
コントローラ８は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、初期設定等を記憶するＲＯＭ及び各種情報を一時的に記憶するためのＲＡＭ等から構成されるものである。このコントローラ８には、前記操作レバー９、圧力センサ７、第一ダイヤル１４、第二ダイヤル１５、回転数センサ１１、エンジン制御部１０及びレギュレータ１２が電気的に接続されている。
【００４４】
図２は、コントローラの構成を機能的に示すブロック図である。
【００４５】
図２を参照して、コントローラ８は、目標流量演算部１６と、差分演算部１７と、記憶部１８と、増加率演算部１９と、判定部２０と、第一回転数演算部２１と、第二回転数演算部２２と、駆動制御部２３として機能する。
【００４６】
記憶部１８には、図７及び図８に示すように、現時点からＴ時間（第一時間）前までの第一経過期間における油圧ポンプ６の流量と、第一経過期間におけるエンジン５の回転数とが記憶されている。
【００４７】
目標流量演算部１６は、前記操作レバー９によって入力された信号と、前記第一ダイヤル１４によって入力されたアクセル指令信号と、圧力センサ７によって入力された油圧ポンプ６の吐出圧に関する信号とに基づいて現時点における目標流量Ｑｒを算出する。この目標流量Ｑｒは、前記記憶部１８に記憶される。
【００４８】
差分演算部１７は、前記記憶部１８に記憶された情報に基づいて、現時点からＴ時間前までの第一経過期間における流量の最大値Q(T)maxから第一経過時間における流量の最小値Q(T)min（図７参照）を減じた第一経過時間における最大変化流量ΔQ(T)（第一最大変化流量）を算出する。さらに、差分演算部１７は、現時点から前記Ｔ時間よりも短いｔ時間（第二時間）前までの第二経過期間における流量の最大値Q(t)maxから第二経過期間における流量の最小値Q(t)minを減じた第二経過期間における最大変化流量ΔQ(t)（第二最大変化流量）を算出する。
【００４９】
増加率演算部１９は、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの増加率の平均値Ｂを算出する。すなわち、この増加率演算部１９では、図８に示すエンジン回転数の推移のうち、回転数が増加している区間ｂ１〜ｂ８を切り出して、この増加区間ｂ１〜ｂ８に基づいて単位時間当たりの回転数増加率平均値Ｂを算出する。
【００５０】
第一回転数演算部２１は、下記式（１）を用いて、前記回転数増加率平均値Ｂに基づくｔ時間経過後の予想増加回転数ΔN(t)を算出する。
【００５１】
ΔN(t)＝B×t ・・・（１）
さらに、第一回転数演算部２１は、油圧ポンプ６の流量Ｑと油圧ポンプ６の傾転ｑとエンジン回転数Ｎとの関係式（２）を利用して、第一経過期間における流量の最大値Q(t)maxを、油圧ポンプ６の最大傾転qmaxと、ｔ時間経過後の予想増加回転数ΔN(t)と、次の目標とすべき回転数Ｎ１との関係を下記式（３）のように表し、この式（３）を用いて下記式（４）に示すように前記回転数Ｎ１を算出する。
【００５２】
Q＝q×N ・・・（２）
Q(t)max＝qmax×｛N1＋ΔN(t)｝ ・・・（３）
N1＝｛Q(t)max−qmax×ΔN(t)｝ ・・・（４）
この式（４）によって、油圧ポンプ６が第一経過期間における流量の最大値Q(t)maxをｔ時間経過後に最大傾転qmaxで吐出可能となる理想回転数Ｎ１（第一理想回転数）を算出することができる。
【００５３】
第二回転数演算部２２は、目標流量Ｑｒを、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出するためのエンジン回転数Ｎ２（以下、最大傾転時回転数Ｎ２と称す）を下記式（５）によって算出する。
【００５４】
N2＝Qr／qmax ・・・（５）
なお、最大傾転時回転数N2は、前記第一ダイヤル１４によって入力された回転数に基づいて設定されるようにしてもよい。
【００５５】
判定部２０は、前記第一経過期間における最大変化流量ΔQ(T)に前記第二ダイヤル１５によって入力された応答性係数Ａを乗じた値と、前記第二経過期間における最大変化流量ΔQ(t)とを、下記式（６）を用いて比較する。
【００５６】
ΔQ(t)≧ΔQ(T)×A ・・・（６）
そして、判定部２０は、前記式（６）を満たす場合に、油圧ポンプ６に要求される流量が急激に増大する可能性がある急負荷作業期間にあると判定し、前記式（６）を満たさないときに、通常の作業期間にあると判定する。
【００５７】
さらに、判定部２０は、前記急負荷作業期間にあると判定した場合に、前記理想回転数Ｎ１と最大傾転時回転数Ｎ２とを比較して、大きい回転数を急負荷時目標回転数として採用する。
【００５８】
駆動制御部２３は、採用された目標回転数に基づいて、油圧ポンプ６の傾転及びエンジン５の燃料噴射流量を算出し、これらに対応する電気信号を前記エンジン制御部１０及びレギュレータ１２に出力するようになっている。
【００５９】
以下、前記コントローラ８により実行される処理を図３を用いて説明する。図３は、コントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。
【００６０】
当該処理が開始されると、まず、現時点における作業状態の判定処理Ｕが実行される。この作業状態判定処理Ｕで急負荷作業期間にあると判定されると急負荷用回転数演算処理Ｖが実行される一方、前記作業状態判定処理Ｕで通常作業期間にあると判定されると通常回転数演算処理Ｏが実行される。
【００６１】
そして、これらの演算処理Ｖ、Ｏにより設定された目標回転数に基づいて、前記駆動制御部２３により油圧ポンプ６の傾転及びエンジン５の燃料噴射流量が算出され、これらに対応する指令がエンジン制御部１０及びレギュレータ１２に出力される（ステップＳ１）。
【００６２】
図４は、図３の作業状態判定処理Ｕの処理内容を示すフローチャートである。図７は、現時点からＴ時間前のポンプ流量の推移を示すグラフである。
【００６３】
図４及び図７を参照して、作業状態判定処理Ｕでは、まず、前記操作レバー９による入力信号と、第一ダイヤル１４によるアクセル指令信号と、圧力センサ７によって入力された油圧ポンプ６の吐出圧とに基づいて現時点で要求されている目標流量Ｑｒを算出して、これを記憶部１８に記憶する（ステップＵ１）。
【００６４】
次いで、第二経過期間における流量の最大値Q(t)max及び最小値Q(T)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＵ２）、これらの値の差分である第二経過期間の最大変化流量ΔQ(t)を算出する（ステップＵ３）。
【００６５】
次に、第一経過期間における流量の最大値Q(T)max及び最小値Q(T)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＵ４）、これらの値の差分である第一経過期間の最大変化流量ΔQ(T)を算出する（ステップＵ５）。
【００６６】
そして、前記第二ダイヤル１５による応答性係数Ａが入力され（ステップＵ６）、この応答性係数Ａを乗じた第一経過期間の最大変化流量ΔQ(T)と、前記第二経過期間の最大変化流量ΔQ(t)とを比較する（ステップＵ７）。
【００６７】
すなわち、このステップＵ７では、図７に示すように、第一期間内で最も流量変化が大きかったときの期間（図示の例では２ｔ〜ｔの期間）を急負荷期間にあるものと仮定して、このときの最大の流量幅ΔQ(T)に対し、現時点から直近の期間である第二経過期間（ｔ〜現在までの期間）における流量幅ΔQ(t)がどれだけ近づいているのかを判定することにより、現在が急負荷期間にあるか否かを判定している。具体的に、本実施形態においては、応答性係数Ａが０．８に設定されている。なお、本実施形態では、第一ダイヤル１４により応答性係数Ａを入力するようにしているが、記憶部１８に予め応答性係数Ａを記憶しておいてもよい。
【００６８】
また、前記ステップＵ７では、下記式（７）に基づいて急負荷作業期間にあるか否かを判定することもできる。
【００６９】
Q(T)max≧qmax×｛Nqb＋ΔN(t)｝・・・（７）
ここで、Nqbは、例えば、目標流量Qrを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出するためのエンジン回転数として予め算出されたものである。つまり、この不等式（７）を満たす場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加するとともに油圧ポンプ６の傾転を最大qmaxにしても、第一経過期間における最大流量Q(T)maxを吐出させることができないため、急負荷作業期間にあると判定することができる一方、前記不等式（７）を満たさない場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加すれば、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで前記最大流量Q(T)maxを吐出することができるため、通常作業期間にあると判定することができる。
【００７０】
前記ステップＵ７において、急負荷作業期間にあると判定されると（ステップＵ７でＹＥＳ）、前記急負荷用回転数演算処理Ｖが実行される一方、通常作業期間にあると判定されると（ステップＵ７でＮＯ）、前記通常回転数演算処理Ｏが実行される。
【００７１】
図５は、図３の急負荷用回転数演算処理Ｖの処理内容を示すフローチャートである。図８は、現時点からＴ時間前のエンジン回転数の推移を示すグラフである。
【００７２】
図５及び図８を参照して、急負荷用回転数演算処理Ｖでは、図８の区間ｂ１〜ｂ８に示すエンジン回転数の増加区間を記憶部１８から読み出し（ステップＶ１）、これら増加区間ｂ１〜ｂ８に基づいて単位時間当たりの回転数増加率平均値Ｂを算出する（ステップＶ２）。
【００７３】
次いで、この回転数増加率平均値Ｂに基づいてｔ時間後の予想増加回転数ΔN(t)を算出する（ステップＶ３）。具体的には、前記式（１）に示すように、回転数増加率平均値Ｂに対し時間ｔを乗じることにより予想増加回転数ΔN(t)を算出する。
【００７４】
次に、前記第一経過期間における流量の最大値Q(T)maxを、時間ｔの経過後に最大傾転qmaxで吐出可能となる理想回転数Ｎ１を前記式（４）に基づいて算出する（ステップＶ４）。つまり、このステップＶ４では、過去第一時間Ｔまで遡ったときの最大流量Q(T)maxが、この第一時間Ｔよりも短い第二時間ｔが経過した時点で要求されると想定した上で、前記回転数増加率平均値Ｂに従い増加した回転数によって、最大流量Q(T)maxを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出可能となる現時点における理想回転数Ｎ１を算出することにより、実際に第二時間ｔ経過後に最大流量Q(T)maxが要求された場合であっても、エンジン５の回転数の増加を、前記回転数増加率平均値Ｂに相当する増加、つまり、過去の実績ある回転数増加に抑えることを目的とした処理を行っている。
【００７５】
次いで、前記ステップＵ１で算出された目標流量Ｑｒを、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出するための最大傾転時回転数Ｎ２を算出する（ステップＶ５）。具体的には、前記式（５）によって算出される。
【００７６】
そして、前記のように算出された理想回転数Ｎ１と最大傾転時回転数Ｎ２とを比較して（ステップＶ６）、より大きな回転数を急負荷時目標回転数として採用する（ステップＶ７、Ｖ８）。
【００７７】
このようにより大きな回転数を採用するのは、回転数が大きい分だけ油圧ポンプ６の傾転を小さくすることができるので、以後、急激に目標流量が増大した場合であっても油圧ポンプ６の傾転調整によって流量変化に迅速に対応することができるようにするためである。すなわち、前記式（５）に示すように油圧ポンプ６の流量に対してポンプ傾転ｑとエンジン回転数Ｎとは反比例の関係にあるため、流量を一定とした場合、エンジン回転数を大きくするほど傾転を小さく抑えることができる。
【００７８】
図６は、図３の通常回転数演算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【００７９】
一方、前記通常回転数演算処理Ｏでは、目標流量Ｑｒを前記油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出することができるエンジン５の回転数Ｎ２（最大傾転時回転数Ｎ２）を算出し、これを通常時目標回転数として採用する（ステップＯ１）。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、急負荷作業期間にあると判定された場合に設定される急負荷時目標回転数（Ｎ１又はＮ２）が、急負荷作業期間中にないと判定された通常時回転数（Ｎ２）以上の回転数に設定されるため、その分、通常作業時よりも油圧ポンプ６の傾転を小さく維持することができる。
【００８１】
そのため、本実施形態によれば、急負荷時作業期間中にはエンジン５の回転数をできるだけ大きく設定して、その分、油圧ポンプ６の傾転を小さく維持することにより、その後急激に目標流量が増大した場合にはポンプ傾転を大きくすることにより迅速な対応をすることができる。
【００８２】
したがって、本実施形態によれば、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができる。
【００８３】
具体的に、前記実施形態では、図４のステップＵ７のように過去の第一経過期間中の最大変化流量ΔQ(T)と、この第一経過期間よりも短い期間である直近の第二経過期間中の最大変化流量ΔQ(t)とを比較することにより、急負荷期間にあるか否かを判定することができる。
【００８４】
また、前記実施形態では、図５のステップＶ４のように、過去Ｔ時間の間に発生した最大流量Q(T)maxが、このＴ時間よりも短いｔ時間後の目標流量となった場合でも、この目標流量を、回転数増加率平均値Ｂに従って増加したエンジン回転数（N1＋ΔN(t)）によって油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出することができる理想回転数Ｎ１を算出することができるので、この理想回転数Ｎ１以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、最大流量Q(T)maxをｔ時間経過後に吐出させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を回転数増加率平均値Ｂ以下に抑えることができる。
【００８５】
そして、前記実施形態では、急負荷作業期間にあると判定された場合に、図５のステップＶ６のように、前記理想回転数Ｎ１と、目標流量Ｑｒを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出可能となる最大傾転時回転数Ｎ２とを比較して大きい回転数を目標回転数に設定するようにしているので、急負荷時目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【００８６】
以下、別の実施形態について説明する。
【００８７】
図１３は、現時点からＴ時間前の油圧ポンプの動力の推移を示すグラフである。図１４は、現時点からＴ時間前の油圧ポンプの吐出圧の推移を示すグラフである。
【００８８】
図２、図１３及び図１４を参照して、本実施形態における記憶部１８には、第一経過期間における油圧ポンプ６の動力と、第一経過期間におけるエンジン５の回転数（図８参照）とが記憶されている。なお、油圧ポンプ６の動力とは、油圧ポンプ６の流量と吐出圧とを乗じて得られるものであり、その結果として、前記記憶部１８には、第一経過期間における油圧ポンプ６の流量及び吐出圧の推移も記憶されている。
【００８９】
目標流量演算部１６は、前記実施形態と同様に、操作レバー９及び第一ダイヤル１４からの入力信号、及び圧力センサ７により検出された油圧ポンプ６の吐出圧に基づいて現時点における目標流量Ｑｒを算出する。この目標流量Ｑｒは、前記記憶部１８に記憶される。
【００９０】
また、目標流量演算部１６は、前記目標流量Ｑｒと、圧力センサ７により検出された油圧ポンプ６の吐出圧とを乗じることにより、現時点における目標動力Ｗｒを算出する。
【００９１】
差分演算部１７は、前記記憶部１８に記憶された情報に基づいて、第一経過期間における動力の最大値W(T)maxから第一経過期間における動力の最小値W(T)minを減じた第一経過期間における最大変化動力ΔW(T)（第一変化動力）を算出する。さらに、差分演算部１７は、現時点から前記Ｔ時間よりも短いｔ時間（第二時間）前までの第二経過時間における動力の最大値W(t)maxから第二経過期間における動力の最小値W(t)minを減じた第二経過期間における最大変化動力ΔW(t)（第二最大変化動力）を算出する。
【００９２】
増加率演算部１９は、前記第一経過期間における油圧ポンプ６の吐出圧の単位時間当たりの増加率の平均値Ｃを算出する。すなわち、この増加率演算部１９では、図１４に示す油圧ポンプ６の吐出圧の推移のうち、吐出圧が増加している区間ｃ１〜ｃ８を切り出して、この増加区間ｃ１〜ｃ８に基づいて単位時間当たりの吐出圧増加率Ｃを算出する。
【００９３】
第一回転数演算部２１は、下記式（８）を用いて、前記吐出圧増加率平均値Ｃに基づくｔ時間経過後の予想増加吐出圧ΔP(t)を算出する。
【００９４】
ΔP(t)＝C×t ・・・（８）
また、第一回転数演算部２１は、前記実施形態と同様に、前記式（１）を用いて、前記回転数増加率平均値Ｂに基づくｔ時間経過後の予想増加回転数ΔN(t)をも算出する。
【００９５】
さらに、第一回転数演算部２１は、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐとエンジン回転数Ｎと油圧ポンプ６の傾転ｑと動力Ｗとの関係式（９）を利用して、第一経過期間における動力の最大値W(T)maxを、油圧ポンプ６の最大傾転qmaxと、ｔ時間経過後の予想増加吐出圧ΔP(t)と、次の目標とすべき回転数Ｎ３と、圧力センサ７により検出された現時点での吐出圧Ｐｒと、前記予想増加回転数ΔN(t)の関係を下記式（１０）のように表し、この式（１０）を用いて下記式（１１）に示すように回転数Ｎ３を算出する。
【００９６】
W＝P×q×N ・・・（９）
W(T)max＝（Pr＋ΔP(t)）×qmax×（N3＋ΔN(t)）・・・（１０）
N3＝W(T)max／［｛Pr＋ΔP(t)｝×qmax］−ΔN(t)・・・（１１）
この式（１１）によって、油圧ポンプ６が第一経過期間における動力の最大値W(T)maxをｔ時間経過後に最大傾転qmaxで出力可能となる理想回転数Ｎ３（第二理想回転数）を算出することができる。
【００９７】
第二回転数演算部２２は、前記油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるためのエンジン５の回転数であって、燃料消費率ができるだけ小さくなる回転数Ｎ４（以下、小燃費回転数Ｎ４と称す）を算出する。例えば、第二回転数演算部２２は、油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるために必要なエンジン５の動力（馬力）を算出し、この動力を出力するためのエンジン回転数を図９に示すようなマップに基づいて特定する。具体的に、マップには、等燃費線と等馬力線とが設定されており、これら両線の交点Ｄ１、Ｄ２のうちエンジン回転数がより小さくなるもの（図示の例ではＤ１）が前記第二回転数演算部２２によって特定される。なお、同図からも明らかなように、特定の馬力を出力するのに当たってはエンジン回転数を小さくするほど燃費が向上する傾向にある。
【００９８】
判定部２０は、前記第一経過期間における最大変化動力ΔW(T)に前記第二ダイヤル１５によって入力された応答性係数Ａを乗じた値と、第二経過期間における最大変化動力ΔW(t)とを、下記式（１２）を用いて比較する。
【００９９】
ΔW(t)≧ΔW(T)×A ・・・（１２）
そして、判定部２０は、前記式（１２）を満たす場合に、油圧ポンプ６に要求される動力が急激に増大する可能性がある急負荷作業期間にあると判定し、前記式（１２）を満たさないときに、通常の作業期間にあると判定する。
【０１００】
さらに、判定部２０は、前記急負荷作業期間にあると判定した場合に、前記理想回転数Ｎ３と小燃費回転数Ｎ４とを比較して、大きい回転数を目標回転数として採用する。
【０１０１】
以下、前述した本実施形態に係るコントローラ８により実行される処理を説明する。
【０１０２】
図示は省略するが、本実施形態に係るコントローラ８による処理の全体的な流れは、前記実施形態と同様である。すなわち、処理が開始されると、まず、現時点における作業状態の判定処理Ｘが実行される。この作業状態判定処理Ｘで急負荷作業期間にあると判定されると急負荷用回転数演算処理Ｆが実行される一方、前記作業状態判定処理Ｘで通常作業期間にあると判定されると通常回転数演算処理Ｇが実行される（図２参照）。
【０１０３】
そして、これらの演算処理Ｆ、Ｇにより設定目標回転数に基づいて、前記駆動制御部２３により油圧ポンプ６の傾転及びエンジン５の燃料噴射量が算出され、これらに対応する指令がエンジン制御部１０及びレギュレータ１２に出力される（ステップＳ１に相当）。
【０１０４】
図１０は、別の実施形態に係る作業状態判定処理Ｘの処理内容を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１０及び図１３を参照して、作業状態判定処理Ｘでは、まず、前記操作レバー９による入力信号と、第一ダイヤル１４によるアクセル指令信号と、圧力センサ７によって入力された油圧ポンプ６の吐出圧とに基づいて目標流量Ｑｒ及び目標動力Ｗｒを算出して、これらを記憶部１８に記憶する（ステップＸ１）。
【０１０６】
次いで、第二経過期間における動力の最大値W(t)max及び最小値W(t)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＸ２）、これらの値の差分である第二経過期間の最大変化動力ΔW(t)を算出する（ステップＸ３）。
【０１０７】
次に、第一経過期間における動力の最大値W(T)max及び最小値W(T)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＸ４）、これらの値の差分である第一経過期間の最大変化動力ΔW(T)を算出する（ステップＸ５）。
【０１０８】
そして、前記第二ダイヤル１５による応答性係数Ａが入力され（ステップＸ６）、この応答性係数Ａを乗じた第一経過期間の最大変化動力ΔW(T)と、第二経過期間の最大変化動力W(t)とを比較する（ステップＸ７）。
【０１０９】
すなわち、このステップＸ７では、図１３に示すように、第一期間内で最も動力変化が大きかったときの期間（図示の例では２ｔ〜ｔの期間）を急負荷期間にあるものと仮定して、このときの動力幅ΔW(T)に対し、現時点から直近の期間（図示の例ではｔ〜現在）である第二経過期間における動力幅ΔW(t)がどれだけ近づいているのかを判定することにより、現在が急負荷期間にあるか否かを判定している。具体的に、本実施形態においては、応答性係数Ａが０．８に設定されている。
【０１１０】
また、前記ステップＸ７では、下記式（１３）に基づいて急負荷作業期間にあるか否かを判定することもできる。
【０１１１】
W(T)max≧Pr×qmax×｛Nwb＋ΔN(t)｝・・・（１３）
ここで、Prは、圧力センサ７により検出された油圧ポンプ６の吐出圧であり、Nwbとしては、例えば、前記理想回転数Ｎ３と同様に、油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるためのエンジン５の回転数であって、燃料消費率ができるだけ小さくなる回転数が採用される。つまり、この不等式（１３）を満たす場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加するとともに油圧ポンプ６の傾転を最大qmaxとしても、第一経過期間における最大動力W(T)maxを出力することができないため、急負荷作業期間にあると判定することができる一方、前記不等式（１３）を満たさない場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加すれば、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで最大動力W(T)maxを出力することができるため、通常作業期間にあると判定することができる。
【０１１２】
前記ステップＸ７において、急負荷作業期間にあると判定されると（ステップＸ７でＹＥＳ）、前記急負荷用回転数演算処理Ｆが実行される一方、通常作業期間にあると判定されると（ステップＸ７でＮＯ）、前記通常回転数演算処理Ｇが実行される。
【０１１３】
図１１及び図１４を参照して、急負荷用回転数演算処理Ｆでは、まず、前記実施形態のステップＶ１〜Ｖ３を実行することにより、時間ｔ経過後の予想増加回転数ΔN(t)を算出する。
【０１１４】
そして、図１４の区間ｃ１〜ｃ８に示すポンプ吐出圧の増加区間を記憶部１８から読み出し（ステップＦ１）、これら増加区間ｃ１〜ｃ８に基づいて単位時間当たりの吐出圧増加率平均値Ｃを算出する（ステップＦ２）。
【０１１５】
次いで、この吐出圧増加率平均値Ｃに基づいてｔ時間後の予想増加吐出圧ΔP(t)を算出する（ステップＦ３）。具体的には、前記式（８）吐出圧増加率平均値Ｃに時間ｔを乗じることにより予想増加吐出圧ΔP(t)を算出する。
【０１１６】
次に、前記第一経過期間における油圧ポンプ６の動力の最大値W(T)maxを、時間ｔの経過後に最大傾転qmaxで出力可能となる理想回転数Ｎ３を前記式（１１）に基づいて算出する（ステップＦ４）。つまり、このステップＦ４では、過去第一時間Ｔまで遡ったときの最大動力W(T)maxが、この第一時間Ｔよりも短い第二時間ｔが経過した時点で要求されると想定した上で、前記吐出圧増加率平均値Ｃに従い増加した吐出圧及び前記回転数増加率平均値Ｂに従い増加した回転数によって、最大動力W(T)maxを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出可能となる理想回転数Ｎ３を算出することにより、実際に第二時間ｔ経過後に最大動力W(T)maxが要求された場合であっても、エンジン５の回転数の増加は、前記回転数増加率平均値Ｂに相当する増加、つまり、過去の実績のある回転数増加に抑えることができる。
【０１１７】
次いで、前記ステップＸ１で算出された目標流量Ｑｒを吐出するための回転数であって、エンジン５の燃料消費率が小さくなる小燃費回転数Ｎ４を算出する（ステップＦ５）。具体的には、図９に示す等燃費線と等馬力線との交点Ｄ１、Ｄ２のうち、エンジン回転数が小さいものが特定される。
【０１１８】
そして、前記のように算出された理想回転数Ｎ３と小燃費回転数Ｎ４とを比較して（ステップＦ６）、より大きな回転数を目標回転数として採用する（ステップＦ７、Ｆ８）。このように大きな回転数を採用するのは、回転数が大きい分だけ油圧ポンプ６の傾転を小さくすることができるので、以後、急激に目標流量が増大した場合であっても油圧ポンプ６の傾転調整によって流量変化に迅速に対応することができるようにするためである。
【０１１９】
一方、前記通常回転数演算処理Ｇでは，前記油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるためのエンジン５の回転数であって、燃料消費率ができるだけ小さくなる小燃費回転数Ｎ４を算出し、これを目標回転数として採用する（ステップＧ１）。
【０１２０】
以上説明したように、前記実施形態によれば、図１０のステップＸ７に示すように第一経過期間における最大変化動力ΔW(T)と、第二経過期間における最大変化動力ΔW(t)とを利用して、急負荷作業期間にあるか否かを判定することができる。
【０１２１】
また、前記実施形態によれば、図８のステップＦ４に示すように過去Ｔ時間の間に発生した最大動力W(T)maxが、このＴ時間よりも短いｔ時間経過後の目標動力となった場合でも、この目標動力を、回転数増加率平均値Ｂに従って増加したエンジン回転数、及び吐出圧増加率平均値に従って増加した吐出圧によって油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで出力することができる現時点の理想回転数Ｎ３を算出することができるので、この理想回転数Ｎ３以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、前記最大動力W(T)maxをｔ時間経過後に出力させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を第一経過期間における回転数増加率平均値Ｂ以下に抑えることができる。
【０１２２】
そして、前記実施形態では、図１１のステップＦ６に示すように急負荷期間にあると判定された場合に、理想回転数Ｎ３及び小燃費回転数Ｎ４のうち大きなものを目標回転数として設定することができるので、目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【０１２３】
なお、前記各実施形態で実行される処理を図１５に示すように並行して行うこともできる。
【０１２４】
具体的には、前記作業状態判定処理ＵとＸとをそれぞれ実行するとともに、この判定処理Ｕ、Ｘごとにその判定結果に応じて急負荷用回転数演算処理Ｖ、Ｆ又は通常回転数演算処理Ｏ、Ｇをそれぞれ実行し、急負荷用回転数演算処理Ｖ、Ｆの双方が実行された場合には、それぞれの処理Ｖ、Ｆで採用されたエンジン回転数Ｎ１〜Ｎ４のうち一番回転数の高いものを採用する（ステップＳ０）。
【０１２５】
前記実施形態によれば、将来の目標流量を想定して算出された理想回転数Ｎ１（第一理想回転数）、将来の油圧ポンプ６の動力を想定して算出された理想回転数Ｎ３（第二理想回転数）、前記最大傾転回転数Ｎ２、及び小燃費回転数Ｎ４のうちの一番回転数の高いものを目標回転数として設定することができるので、将来の目標流量及び動力を確実に確保しながら、これらを確保するためのエンジン回転数の増加率をできるだけ小さく抑えることにより、応答性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態に係る作業機械の電気的構成及び油圧系統を概略的に示す全体図である。
【図２】コントローラの構成を機能的に示すブロック図である。
【図３】コントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の作業状態判定処理Ｕの処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図３の急負荷用回転数演算処理Ｖの処理内容を示すフローチャートである。
【図６】図３の通常回転数演算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】現時点からＴ時間前のポンプ流量の推移を示すグラフである。
【図８】現時点からＴ時間前のエンジン回転数の推移を示すグラフである。
【図９】エンジンの動力と燃費と回転数とトルクとの関係を示す図である。
【図１０】別の実施形態に係る作業状態判定処理Ｘの処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】別の実施形態に係る急負荷用回転数演算処理Ｆの処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】別の実施形態に係る通常回転数演算処理Ｇの処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】現時点からＴ時間前のポンプ動力の推移を示すグラフである。
【図１４】現時点からＴ時間前のポンプ吐出圧の推移を示すグラフである。
【図１５】さらに別の実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２７】
Ｂ 回転数増加率平均値
Ｃ 吐出圧増加率平均値
Ｆ、Ｖ 急負荷用回転数演算処理
Ｇ、Ｏ 通常回転数演算処理
Ｕ、Ｘ 作業状態判定処理
Ｔ 第一時間
ｔ 第二時間
Ｎ１、Ｎ３ 理想回転数
Ｎ２ 最大傾転回転数
Ｎ４ 小燃費回転数
１ エンジン制御装置
２ 油圧モータ（アクチュエータ）
３ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
５ エンジン
６ 油圧ポンプ
７ 圧力センサ
８ コントローラ（制御部）
１６ 目標流量演算部
１７ 差分演算部
１８ 記憶部
１９ 増加率演算部
２０ 判定部
２１ 第一回転数演算部
２２ 第二回転数演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプを駆動するためのエンジンを制御するエンジン制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油によって駆動するアクチュエータとを備えた作業機械が知られている。
【０００３】
この種の作業機械では、アクチュエータに要求される動力に応じてエンジンの回転数を制御するエンジン制御装置を備えたもの（例えば、特許文献１）が知られている。
【０００４】
特許文献１のエンジン制御装置は、操作レバーの操作量に応じて算出された油圧ポンプの目標流量を当該油圧ポンプの最大傾転で吐出させるためのエンジン回転数（以下、第一回転数と称す）と、前記目標流量を吐出させるために要する油圧ポンプの必要馬力を得ることができるとともに燃料消費率が最も低くなるエンジン回転数（以下、第二回転数と称す）とを算出し、これら第一及び第二回転数のうち回転数の大きな方を選択するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、油圧ポンプの吐出量を増大させるためには、油圧ポンプの傾転を大きくするか、又はエンジンの回転数を大きくすることが考えられるが、エンジン回転数を大きくするためには、傾転を大きくする場合よりも長い時間を要するため、吐出量の増大について応答性を良好にするためには、油圧ポンプの傾転を調整することが望まれる。
【０００６】
そして、前記特許文献１のエンジン制御装置において、第一回転数が選択された場合、エンジン回転数を小さくすることにより油圧ポンプの傾転を最大にして燃費の改善を図ることができるものの、傾転をさらに大きくすることができないため流量を確保するためにはエンジン回転数を上げざるを得ず、目標流量を得るための応答性が悪化するという問題があった。
【０００７】
一方、第二回転数が選択された場合においても、このように選択されたエンジン回転数に対応して設定される油圧ポンプの傾転が最大傾転に近いものであるときには、その後、目標流量が急激に増大した場合に前記と同様に目標流量を得るための応答性が悪化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができるエンジン制御装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段とを備えた作業機械に設けられ、前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御装置であって、前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいてエンジンの目標回転数を設定する回転数設定手段と、この回転数設定手段により設定された目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を調整する回転数調整手段と、前記アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、前記回転数設定手段は、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にはないと判定された場合には通常時目標回転数を設定する一方、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にあると判定された場合には前記通常時目標回転数以上の急負荷時目標回転数を設定することを特徴とするエンジン制御装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業期間にあると判定された場合に設定される急負荷時目標回転数が、急負荷作業期間中にないと判定された通常時回転数以上の回転数に設定されるため、その分、通常作業時よりも油圧ポンプの傾転を小さく維持することができる。
【００１１】
そのため、本発明によれば、急負荷作業期間中にはエンジンの回転数をできるだけ大きく設定して、その分、油圧ポンプの傾転を小さく維持することにより、その後急激に目標流量が増大した場合にはポンプ傾転を大きくすることにより迅速な対応をすることができる。
【００１２】
したがって、本発明によれば、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができる。
【００１３】
前記急負荷期間中にあるか否かを判定するために、前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記吐出流量の最大値から最小値を減じた第一最大変化流量と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における吐出流量の最大値から最小値を減じた第二最大変化流量とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化流量と第二最大変化流量とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えている構成とすることができる。
【００１４】
このようにすれば、過去の第一経過期間中の第一最大変化流量と、この第一経過期間よりも短い期間である直近の第二経過期間中の第二最大変化流量とを利用して、例えば、直近の第二最大変化流量が第一最大変化流量の所定の割合まで増加しているときに急負荷期間中にあると判定することができる。
【００１５】
また、前記急負荷期間中にあるか否かを判定するために、前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第一最大変化動力と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第二最大変化動力とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化動力と第二最大変化動力とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えている構成とすることもできる。
【００１６】
このように構成した場合にも、前記構成と同様に、第一最大変化動力と第二最大変化動力とを利用して、例えば、直近の第二最大変化動力が第一最大変化動力の所定の割合まで増加しているときに急負荷作業期間にあると判定することができる。
【００１７】
一方、前記急負荷時目標回転数を設定するために、前記回転数設定手段は、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に現時点から特定の時間が経過した後に必要になると想定される前記エンジンの想定回転数を特定する手段と、前記急負荷時目標回転数が前記特定時間の間に前記想定回転数まで増加するときの当該回転数の増加率であって前記急負荷作業期間中に許容される許容増加率を特定する手段と、この許容増加率に従い前記特定時間が経過したときに前記想定回転数まで増大することになる理想回転数を特定する手段とを備え、少なくとも前記理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定する構成とすることができる。
【００１８】
このようにすれば、急負荷期間中に要求されるものとして想定される想定回転数までエンジンの回転数を増大させることを仮定したときに、この回転数の増加率が急負荷期間中に許容される許容増加率となるように特定された理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することができるので、このように設定された急負荷時目標回転数から前記想定回転数までの回転数の増加率を前記許容増加率以下に収めることができる。
【００１９】
したがって、この構成によれば、以後、想定回転数までの回転数の増大を要求された場合であっても、回転数を急激に増大させることを回避できるため、応答性が悪化するのをより確実に抑制することができる。
【００２０】
具体的に、前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに、前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数によって前記第一経過期間における吐出流量の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出可能となる現時点の回転数を第一理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えている構成とすることができる。
【００２１】
このようにすれば、過去第一時間の間に発生した最大流量が、この第一時間よりも短い第二時間後の目標流量となった場合でも、この目標流量を、回転数増加率平均値に従って増加したエンジン回転数によって油圧ポンプが最大傾転で吐出することができる現時点の回転数（第一理想回転数）を算出することができるので、この第一理想回転数以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、前記最大流量を第二時間経過後に吐出させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を過去第一経過期間における回転数増加率平均値以下に抑えることができる。
【００２２】
より具体的に、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数と、前記第一経過期間における吐出流量の最大値と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記第一理想回転数を算出することができる。
【００２３】
さらに、前記回転数設定手段は、前記第一経過期間における油圧ポンプの動力の推移を記憶しており、前記増加率演算部は、前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出し、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときに、前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧と前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数とによって、第一経過期間における動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点のエンジン回転数を第二理想回転数として算出し、少なくとも前記第一理想回転数及び第二理想回転数のうち大きなもの以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、将来の目標流量を想定して算出された第一理想回転数と、将来の油圧ポンプの動力を想定して算出された第二理想回転数のうち、少なくとも大きな理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数として設定することができるので、将来の目標流量及び動力を確実に確保しながら、これらを確保するためのエンジン回転数の増加率をできるだけ小さく抑えることにより、応答性の悪化を抑制することができる。
【００２５】
また、前記理想回転数を算出するために、前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移、動力の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出するとともに前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数、及び前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧によって、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点の回転数を前記理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えている構成とすることもできる。
【００２６】
このようにすれば、過去第一時間の間に発生した最大動力が、この第一時間よりも短い第二時間経過後の目標動力となった場合でも、この目標動力を、回転数増加率平均値に従って増加したエンジン回転数、及び吐出圧増加率平均値に従って増加した吐出圧によって油圧ポンプが最大傾転で出力することができる現時点の回転数（理想回転数）を算出することができるので、この理想回転数以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、前記最大動力を第二時間経過後に出力させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を過去第一経過期間における回転数増加率平均値以下に抑えることができる。
【００２７】
具体的に、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する検出手段をさらに備え、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数及び予想増加吐出圧と、現時点における前記油圧ポンプの吐出圧と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記理想回転数を算出することができる。
【００２８】
そして、前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプに吐出させるためのエンジン回転数のうち、予め設定されたマップに基づいて燃料消費率が小さい小燃費回転数を特定する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び小燃費回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間中にはないと判定された場合に、前記小燃費回転数を通常時目標回転数に設定することが好ましい。
【００２９】
このようにすれば、急負荷期間にあると判定された場合に、前記理想回転数及び小燃費回転数のうち大きなものを急負荷時目標回転数として設定することができるので、目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【００３０】
一方、前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出することが可能となるエンジンの最大傾転時回転数を算出する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び最大傾転時回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間にはないと判定された場合に、前記最大傾転時回転数を通常時目標回転数に設定するように構成することもできる。
【００３１】
このようにすれば、急負荷期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び最大傾転時回転数のうち大きなものを急負荷時目標回転数として設定することができるので、目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【００３２】
さらに、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段と、前記エンジン制御装置とを備えた作業機械を提供する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業期間にあると判定された場合に設定される急負荷時目標回転数が、急負荷作業期間中にないと判定された通常時回転数以上の回転数に設定されるため、その分、通常作業時よりも油圧ポンプの傾転を小さく維持することができる。
【００３４】
そのため、本発明によれば、急負荷作業期間中にはエンジンの回転数をできるだけ大きく設定して、その分、油圧ポンプの傾転を小さく維持することにより、その後急激に目標流量が増大した場合にはポンプ傾転を大きくすることにより迅速な対応をすることができる。
【００３５】
したがって、本発明によれば、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態に係る作業機械の電気的構成及び油圧系統を概略的に示す全体図である。
【００３８】
図１を参照して、例えば、油圧ショベルを代表とする作業機械には、図示は省略するが、上部旋回体（駆動対象物の一例）を下部走行体に対し旋回駆動するための油圧モータ２や、前記上部旋回体に設けられた作業アタッチメント（駆動対象物の一例）を起伏させるための油圧シリンダ３等を含むアクチュエータが設けられている。以下、これら油圧モータ２及び油圧シリンダ３をアクチュエータの一例として含む油圧系統を備えた作業機械について説明する。
【００３９】
作業機械は、油圧回路４と、エンジン５と、このエンジン５によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ６と、この油圧ポンプ６から供給される作動油により駆動される前記油圧モータ２及び油圧シリンダ３と、前記油圧ポンプ６から吐出される作動油圧を検出する圧力センサ７と、これら油圧モータ２及び油圧シリンダ３に要求される動力に基づいてエンジン５の回転数を制御するコントローラ（エンジン制御装置）８と、このコントローラ８に接続された第一ダイヤル１４及び第二ダイヤル１５とを備えている。
【００４０】
前記油圧回路４は、前記油圧ポンプ６から吐出された作動油を前記油圧モータ２及び油圧シリンダ３に供給することが可能な油路と当該油圧モータ２及び油圧シリンダ３から排出された作動油をタンク２５に回収するための油路とを適宜切換可能な切り換え弁を適所に備えたものである。また、油圧回路４は、オペレータの入力操作を受ける操作レバー９を備え、この操作レバー９はオペレータの入力操作に応じて前記油圧モータ２や油圧シリンダ３を駆動するための電気信号を前記コントローラ８に出力するようになっている。
【００４１】
前記エンジン５は、エンジン本体２４と、このエンジン本体２４に設けられたエンジン制御部１０及び回転数センサ１１とを備えている。エンジン本体２４は、油圧ポンプ６を回転駆動可能となるように当該油圧ポンプ６に連結された出力軸２４ａを備えている。エンジン制御部１０は、コントローラ８からの制御信号に応じて燃料噴射量を調整するようになっている。回転数センサ１１は、前記出力軸２４ａの回転数を検出可能に構成されている。
【００４２】
油圧ポンプ６は、車軸式の可変容量型のポンプであり、その傾転を調整するためのレギュレータ１２を備えている。このレギュレータ１２は、前記コントローラ８に対し電気的に接続されている。
【００４３】
コントローラ８は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、初期設定等を記憶するＲＯＭ及び各種情報を一時的に記憶するためのＲＡＭ等から構成されるものである。このコントローラ８には、前記操作レバー９、圧力センサ７、第一ダイヤル１４、第二ダイヤル１５、回転数センサ１１、エンジン制御部１０及びレギュレータ１２が電気的に接続されている。
【００４４】
図２は、コントローラの構成を機能的に示すブロック図である。
【００４５】
図２を参照して、コントローラ８は、目標流量演算部１６と、差分演算部１７と、記憶部１８と、増加率演算部１９と、判定部２０と、第一回転数演算部２１と、第二回転数演算部２２と、駆動制御部２３として機能する。
【００４６】
記憶部１８には、図７及び図８に示すように、現時点からＴ時間（第一時間）前までの第一経過期間における油圧ポンプ６の流量と、第一経過期間におけるエンジン５の回転数とが記憶されている。
【００４７】
目標流量演算部１６は、前記操作レバー９によって入力された信号と、前記第一ダイヤル１４によって入力されたアクセル指令信号と、圧力センサ７によって入力された油圧ポンプ６の吐出圧に関する信号とに基づいて現時点における目標流量Ｑｒを算出する。この目標流量Ｑｒは、前記記憶部１８に記憶される。
【００４８】
差分演算部１７は、前記記憶部１８に記憶された情報に基づいて、現時点からＴ時間前までの第一経過期間における流量の最大値Q(T)maxから第一経過時間における流量の最小値Q(T)min（図７参照）を減じた第一経過時間における最大変化流量ΔQ(T)（第一最大変化流量）を算出する。さらに、差分演算部１７は、現時点から前記Ｔ時間よりも短いｔ時間（第二時間）前までの第二経過期間における流量の最大値Q(t)maxから第二経過期間における流量の最小値Q(t)minを減じた第二経過期間における最大変化流量ΔQ(t)（第二最大変化流量）を算出する。
【００４９】
増加率演算部１９は、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの増加率の平均値Ｂを算出する。すなわち、この増加率演算部１９では、図８に示すエンジン回転数の推移のうち、回転数が増加している区間ｂ１〜ｂ８を切り出して、この増加区間ｂ１〜ｂ８に基づいて単位時間当たりの回転数増加率平均値Ｂを算出する。
【００５０】
第一回転数演算部２１は、下記式（１）を用いて、前記回転数増加率平均値Ｂに基づくｔ時間経過後の予想増加回転数ΔN(t)を算出する。
【００５１】
ΔN(t)＝B×t ・・・（１）
さらに、第一回転数演算部２１は、油圧ポンプ６の流量Ｑと油圧ポンプ６の傾転ｑとエンジン回転数Ｎとの関係式（２）を利用して、第一経過期間における流量の最大値Q(t)maxを、油圧ポンプ６の最大傾転qmaxと、ｔ時間経過後の予想増加回転数ΔN(t)と、次の目標とすべき回転数Ｎ１との関係を下記式（３）のように表し、この式（３）を用いて下記式（４）に示すように前記回転数Ｎ１を算出する。
【００５２】
Q＝q×N ・・・（２）
Q(t)max＝qmax×｛N1＋ΔN(t)｝ ・・・（３）
N1＝｛Q(t)max−qmax×ΔN(t)｝ ・・・（４）
この式（４）によって、油圧ポンプ６が第一経過期間における流量の最大値Q(t)maxをｔ時間経過後に最大傾転qmaxで吐出可能となる理想回転数Ｎ１（第一理想回転数）を算出することができる。
【００５３】
第二回転数演算部２２は、目標流量Ｑｒを、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出するためのエンジン回転数Ｎ２（以下、最大傾転時回転数Ｎ２と称す）を下記式（５）によって算出する。
【００５４】
N2＝Qr／qmax ・・・（５）
なお、最大傾転時回転数N2は、前記第一ダイヤル１４によって入力された回転数に基づいて設定されるようにしてもよい。
【００５５】
判定部２０は、前記第一経過期間における最大変化流量ΔQ(T)に前記第二ダイヤル１５によって入力された応答性係数Ａを乗じた値と、前記第二経過期間における最大変化流量ΔQ(t)とを、下記式（６）を用いて比較する。
【００５６】
ΔQ(t)≧ΔQ(T)×A ・・・（６）
そして、判定部２０は、前記式（６）を満たす場合に、油圧ポンプ６に要求される流量が急激に増大する可能性がある急負荷作業期間にあると判定し、前記式（６）を満たさないときに、通常の作業期間にあると判定する。
【００５７】
さらに、判定部２０は、前記急負荷作業期間にあると判定した場合に、前記理想回転数Ｎ１と最大傾転時回転数Ｎ２とを比較して、大きい回転数を急負荷時目標回転数として採用する。
【００５８】
駆動制御部２３は、採用された目標回転数に基づいて、油圧ポンプ６の傾転及びエンジン５の燃料噴射流量を算出し、これらに対応する電気信号を前記エンジン制御部１０及びレギュレータ１２に出力するようになっている。
【００５９】
以下、前記コントローラ８により実行される処理を図３を用いて説明する。図３は、コントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。
【００６０】
当該処理が開始されると、まず、現時点における作業状態の判定処理Ｕが実行される。この作業状態判定処理Ｕで急負荷作業期間にあると判定されると急負荷用回転数演算処理Ｖが実行される一方、前記作業状態判定処理Ｕで通常作業期間にあると判定されると通常回転数演算処理Ｏが実行される。
【００６１】
そして、これらの演算処理Ｖ、Ｏにより設定された目標回転数に基づいて、前記駆動制御部２３により油圧ポンプ６の傾転及びエンジン５の燃料噴射流量が算出され、これらに対応する指令がエンジン制御部１０及びレギュレータ１２に出力される（ステップＳ１）。
【００６２】
図４は、図３の作業状態判定処理Ｕの処理内容を示すフローチャートである。図７は、現時点からＴ時間前のポンプ流量の推移を示すグラフである。
【００６３】
図４及び図７を参照して、作業状態判定処理Ｕでは、まず、前記操作レバー９による入力信号と、第一ダイヤル１４によるアクセル指令信号と、圧力センサ７によって入力された油圧ポンプ６の吐出圧とに基づいて現時点で要求されている目標流量Ｑｒを算出して、これを記憶部１８に記憶する（ステップＵ１）。
【００６４】
次いで、第二経過期間における流量の最大値Q(t)max及び最小値Q(T)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＵ２）、これらの値の差分である第二経過期間の最大変化流量ΔQ(t)を算出する（ステップＵ３）。
【００６５】
次に、第一経過期間における流量の最大値Q(T)max及び最小値Q(T)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＵ４）、これらの値の差分である第一経過期間の最大変化流量ΔQ(T)を算出する（ステップＵ５）。
【００６６】
そして、前記第二ダイヤル１５による応答性係数Ａが入力され（ステップＵ６）、この応答性係数Ａを乗じた第一経過期間の最大変化流量ΔQ(T)と、前記第二経過期間の最大変化流量ΔQ(t)とを比較する（ステップＵ７）。
【００６７】
すなわち、このステップＵ７では、図７に示すように、第一期間内で最も流量変化が大きかったときの期間（図示の例では２ｔ〜ｔの期間）を急負荷期間にあるものと仮定して、このときの最大の流量幅ΔQ(T)に対し、現時点から直近の期間である第二経過期間（ｔ〜現在までの期間）における流量幅ΔQ(t)がどれだけ近づいているのかを判定することにより、現在が急負荷期間にあるか否かを判定している。具体的に、本実施形態においては、応答性係数Ａが０．８に設定されている。なお、本実施形態では、第一ダイヤル１４により応答性係数Ａを入力するようにしているが、記憶部１８に予め応答性係数Ａを記憶しておいてもよい。
【００６８】
また、前記ステップＵ７では、下記式（７）に基づいて急負荷作業期間にあるか否かを判定することもできる。
【００６９】
Q(T)max≧qmax×｛Nqb＋ΔN(t)｝・・・（７）
ここで、Nqbは、例えば、目標流量Qrを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出するためのエンジン回転数として予め算出されたものである。つまり、この不等式（７）を満たす場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加するとともに油圧ポンプ６の傾転を最大qmaxにしても、第一経過期間における最大流量Q(T)maxを吐出させることができないため、急負荷作業期間にあると判定することができる一方、前記不等式（７）を満たさない場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加すれば、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで前記最大流量Q(T)maxを吐出することができるため、通常作業期間にあると判定することができる。
【００７０】
前記ステップＵ７において、急負荷作業期間にあると判定されると（ステップＵ７でＹＥＳ）、前記急負荷用回転数演算処理Ｖが実行される一方、通常作業期間にあると判定されると（ステップＵ７でＮＯ）、前記通常回転数演算処理Ｏが実行される。
【００７１】
図５は、図３の急負荷用回転数演算処理Ｖの処理内容を示すフローチャートである。図８は、現時点からＴ時間前のエンジン回転数の推移を示すグラフである。
【００７２】
図５及び図８を参照して、急負荷用回転数演算処理Ｖでは、図８の区間ｂ１〜ｂ８に示すエンジン回転数の増加区間を記憶部１８から読み出し（ステップＶ１）、これら増加区間ｂ１〜ｂ８に基づいて単位時間当たりの回転数増加率平均値Ｂを算出する（ステップＶ２）。
【００７３】
次いで、この回転数増加率平均値Ｂに基づいてｔ時間後の予想増加回転数ΔN(t)を算出する（ステップＶ３）。具体的には、前記式（１）に示すように、回転数増加率平均値Ｂに対し時間ｔを乗じることにより予想増加回転数ΔN(t)を算出する。
【００７４】
次に、前記第一経過期間における流量の最大値Q(T)maxを、時間ｔの経過後に最大傾転qmaxで吐出可能となる理想回転数Ｎ１を前記式（４）に基づいて算出する（ステップＶ４）。つまり、このステップＶ４では、過去第一時間Ｔまで遡ったときの最大流量Q(T)maxが、この第一時間Ｔよりも短い第二時間ｔが経過した時点で要求されると想定した上で、前記回転数増加率平均値Ｂに従い増加した回転数によって、最大流量Q(T)maxを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出可能となる現時点における理想回転数Ｎ１を算出することにより、実際に第二時間ｔ経過後に最大流量Q(T)maxが要求された場合であっても、エンジン５の回転数の増加を、前記回転数増加率平均値Ｂに相当する増加、つまり、過去の実績ある回転数増加に抑えることを目的とした処理を行っている。
【００７５】
次いで、前記ステップＵ１で算出された目標流量Ｑｒを、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出するための最大傾転時回転数Ｎ２を算出する（ステップＶ５）。具体的には、前記式（５）によって算出される。
【００７６】
そして、前記のように算出された理想回転数Ｎ１と最大傾転時回転数Ｎ２とを比較して（ステップＶ６）、より大きな回転数を急負荷時目標回転数として採用する（ステップＶ７、Ｖ８）。
【００７７】
このようにより大きな回転数を採用するのは、回転数が大きい分だけ油圧ポンプ６の傾転を小さくすることができるので、以後、急激に目標流量が増大した場合であっても油圧ポンプ６の傾転調整によって流量変化に迅速に対応することができるようにするためである。すなわち、前記式（５）に示すように油圧ポンプ６の流量に対してポンプ傾転ｑとエンジン回転数Ｎとは反比例の関係にあるため、流量を一定とした場合、エンジン回転数を大きくするほど傾転を小さく抑えることができる。
【００７８】
図６は、図３の通常回転数演算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【００７９】
一方、前記通常回転数演算処理Ｏでは、目標流量Ｑｒを前記油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出することができるエンジン５の回転数Ｎ２（最大傾転時回転数Ｎ２）を算出し、これを通常時目標回転数として採用する（ステップＯ１）。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、急負荷作業期間にあると判定された場合に設定される急負荷時目標回転数（Ｎ１又はＮ２）が、急負荷作業期間中にないと判定された通常時回転数（Ｎ２）以上の回転数に設定されるため、その分、通常作業時よりも油圧ポンプ６の傾転を小さく維持することができる。
【００８１】
そのため、本実施形態によれば、急負荷時作業期間中にはエンジン５の回転数をできるだけ大きく設定して、その分、油圧ポンプ６の傾転を小さく維持することにより、その後急激に目標流量が増大した場合にはポンプ傾転を大きくすることにより迅速な対応をすることができる。
【００８２】
したがって、本実施形態によれば、目標流量が急激に増大した場合でも応答性の悪化を抑制することができる。
【００８３】
具体的に、前記実施形態では、図４のステップＵ７のように過去の第一経過期間中の最大変化流量ΔQ(T)と、この第一経過期間よりも短い期間である直近の第二経過期間中の最大変化流量ΔQ(t)とを比較することにより、急負荷期間にあるか否かを判定することができる。
【００８４】
また、前記実施形態では、図５のステップＶ４のように、過去Ｔ時間の間に発生した最大流量Q(T)maxが、このＴ時間よりも短いｔ時間後の目標流量となった場合でも、この目標流量を、回転数増加率平均値Ｂに従って増加したエンジン回転数（N1＋ΔN(t)）によって油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出することができる理想回転数Ｎ１を算出することができるので、この理想回転数Ｎ１以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、最大流量Q(T)maxをｔ時間経過後に吐出させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を回転数増加率平均値Ｂ以下に抑えることができる。
【００８５】
そして、前記実施形態では、急負荷作業期間にあると判定された場合に、図５のステップＶ６のように、前記理想回転数Ｎ１と、目標流量Ｑｒを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出可能となる最大傾転時回転数Ｎ２とを比較して大きい回転数を目標回転数に設定するようにしているので、急負荷時目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【００８６】
以下、別の実施形態について説明する。
【００８７】
図１３は、現時点からＴ時間前の油圧ポンプの動力の推移を示すグラフである。図１４は、現時点からＴ時間前の油圧ポンプの吐出圧の推移を示すグラフである。
【００８８】
図２、図１３及び図１４を参照して、本実施形態における記憶部１８には、第一経過期間における油圧ポンプ６の動力と、第一経過期間におけるエンジン５の回転数（図８参照）とが記憶されている。なお、油圧ポンプ６の動力とは、油圧ポンプ６の流量と吐出圧とを乗じて得られるものであり、その結果として、前記記憶部１８には、第一経過期間における油圧ポンプ６の流量及び吐出圧の推移も記憶されている。
【００８９】
目標流量演算部１６は、前記実施形態と同様に、操作レバー９及び第一ダイヤル１４からの入力信号、及び圧力センサ７により検出された油圧ポンプ６の吐出圧に基づいて現時点における目標流量Ｑｒを算出する。この目標流量Ｑｒは、前記記憶部１８に記憶される。
【００９０】
また、目標流量演算部１６は、前記目標流量Ｑｒと、圧力センサ７により検出された油圧ポンプ６の吐出圧とを乗じることにより、現時点における目標動力Ｗｒを算出する。
【００９１】
差分演算部１７は、前記記憶部１８に記憶された情報に基づいて、第一経過期間における動力の最大値W(T)maxから第一経過期間における動力の最小値W(T)minを減じた第一経過期間における最大変化動力ΔW(T)（第一変化動力）を算出する。さらに、差分演算部１７は、現時点から前記Ｔ時間よりも短いｔ時間（第二時間）前までの第二経過時間における動力の最大値W(t)maxから第二経過期間における動力の最小値W(t)minを減じた第二経過期間における最大変化動力ΔW(t)（第二最大変化動力）を算出する。
【００９２】
増加率演算部１９は、前記第一経過期間における油圧ポンプ６の吐出圧の単位時間当たりの増加率の平均値Ｃを算出する。すなわち、この増加率演算部１９では、図１４に示す油圧ポンプ６の吐出圧の推移のうち、吐出圧が増加している区間ｃ１〜ｃ８を切り出して、この増加区間ｃ１〜ｃ８に基づいて単位時間当たりの吐出圧増加率Ｃを算出する。
【００９３】
第一回転数演算部２１は、下記式（８）を用いて、前記吐出圧増加率平均値Ｃに基づくｔ時間経過後の予想増加吐出圧ΔP(t)を算出する。
【００９４】
ΔP(t)＝C×t ・・・（８）
また、第一回転数演算部２１は、前記実施形態と同様に、前記式（１）を用いて、前記回転数増加率平均値Ｂに基づくｔ時間経過後の予想増加回転数ΔN(t)をも算出する。
【００９５】
さらに、第一回転数演算部２１は、油圧ポンプ６の吐出圧Ｐとエンジン回転数Ｎと油圧ポンプ６の傾転ｑと動力Ｗとの関係式（９）を利用して、第一経過期間における動力の最大値W(T)maxを、油圧ポンプ６の最大傾転qmaxと、ｔ時間経過後の予想増加吐出圧ΔP(t)と、次の目標とすべき回転数Ｎ３と、圧力センサ７により検出された現時点での吐出圧Ｐｒと、前記予想増加回転数ΔN(t)の関係を下記式（１０）のように表し、この式（１０）を用いて下記式（１１）に示すように回転数Ｎ３を算出する。
【００９６】
W＝P×q×N ・・・（９）
W(T)max＝（Pr＋ΔP(t)）×qmax×（N3＋ΔN(t)）・・・（１０）
N3＝W(T)max／［｛Pr＋ΔP(t)｝×qmax］−ΔN(t)・・・（１１）
この式（１１）によって、油圧ポンプ６が第一経過期間における動力の最大値W(T)maxをｔ時間経過後に最大傾転qmaxで出力可能となる理想回転数Ｎ３（第二理想回転数）を算出することができる。
【００９７】
第二回転数演算部２２は、前記油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるためのエンジン５の回転数であって、燃料消費率ができるだけ小さくなる回転数Ｎ４（以下、小燃費回転数Ｎ４と称す）を算出する。例えば、第二回転数演算部２２は、油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるために必要なエンジン５の動力（馬力）を算出し、この動力を出力するためのエンジン回転数を図９に示すようなマップに基づいて特定する。具体的に、マップには、等燃費線と等馬力線とが設定されており、これら両線の交点Ｄ１、Ｄ２のうちエンジン回転数がより小さくなるもの（図示の例ではＤ１）が前記第二回転数演算部２２によって特定される。なお、同図からも明らかなように、特定の馬力を出力するのに当たってはエンジン回転数を小さくするほど燃費が向上する傾向にある。
【００９８】
判定部２０は、前記第一経過期間における最大変化動力ΔW(T)に前記第二ダイヤル１５によって入力された応答性係数Ａを乗じた値と、第二経過期間における最大変化動力ΔW(t)とを、下記式（１２）を用いて比較する。
【００９９】
ΔW(t)≧ΔW(T)×A ・・・（１２）
そして、判定部２０は、前記式（１２）を満たす場合に、油圧ポンプ６に要求される動力が急激に増大する可能性がある急負荷作業期間にあると判定し、前記式（１２）を満たさないときに、通常の作業期間にあると判定する。
【０１００】
さらに、判定部２０は、前記急負荷作業期間にあると判定した場合に、前記理想回転数Ｎ３と小燃費回転数Ｎ４とを比較して、大きい回転数を目標回転数として採用する。
【０１０１】
以下、前述した本実施形態に係るコントローラ８により実行される処理を説明する。
【０１０２】
図示は省略するが、本実施形態に係るコントローラ８による処理の全体的な流れは、前記実施形態と同様である。すなわち、処理が開始されると、まず、現時点における作業状態の判定処理Ｘが実行される。この作業状態判定処理Ｘで急負荷作業期間にあると判定されると急負荷用回転数演算処理Ｆが実行される一方、前記作業状態判定処理Ｘで通常作業期間にあると判定されると通常回転数演算処理Ｇが実行される（図２参照）。
【０１０３】
そして、これらの演算処理Ｆ、Ｇにより設定目標回転数に基づいて、前記駆動制御部２３により油圧ポンプ６の傾転及びエンジン５の燃料噴射量が算出され、これらに対応する指令がエンジン制御部１０及びレギュレータ１２に出力される（ステップＳ１に相当）。
【０１０４】
図１０は、別の実施形態に係る作業状態判定処理Ｘの処理内容を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１０及び図１３を参照して、作業状態判定処理Ｘでは、まず、前記操作レバー９による入力信号と、第一ダイヤル１４によるアクセル指令信号と、圧力センサ７によって入力された油圧ポンプ６の吐出圧とに基づいて目標流量Ｑｒ及び目標動力Ｗｒを算出して、これらを記憶部１８に記憶する（ステップＸ１）。
【０１０６】
次いで、第二経過期間における動力の最大値W(t)max及び最小値W(t)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＸ２）、これらの値の差分である第二経過期間の最大変化動力ΔW(t)を算出する（ステップＸ３）。
【０１０７】
次に、第一経過期間における動力の最大値W(T)max及び最小値W(T)minを記憶部１８から読み出すとともに（ステップＸ４）、これらの値の差分である第一経過期間の最大変化動力ΔW(T)を算出する（ステップＸ５）。
【０１０８】
そして、前記第二ダイヤル１５による応答性係数Ａが入力され（ステップＸ６）、この応答性係数Ａを乗じた第一経過期間の最大変化動力ΔW(T)と、第二経過期間の最大変化動力W(t)とを比較する（ステップＸ７）。
【０１０９】
すなわち、このステップＸ７では、図１３に示すように、第一期間内で最も動力変化が大きかったときの期間（図示の例では２ｔ〜ｔの期間）を急負荷期間にあるものと仮定して、このときの動力幅ΔW(T)に対し、現時点から直近の期間（図示の例ではｔ〜現在）である第二経過期間における動力幅ΔW(t)がどれだけ近づいているのかを判定することにより、現在が急負荷期間にあるか否かを判定している。具体的に、本実施形態においては、応答性係数Ａが０．８に設定されている。
【０１１０】
また、前記ステップＸ７では、下記式（１３）に基づいて急負荷作業期間にあるか否かを判定することもできる。
【０１１１】
W(T)max≧Pr×qmax×｛Nwb＋ΔN(t)｝・・・（１３）
ここで、Prは、圧力センサ７により検出された油圧ポンプ６の吐出圧であり、Nwbとしては、例えば、前記理想回転数Ｎ３と同様に、油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるためのエンジン５の回転数であって、燃料消費率ができるだけ小さくなる回転数が採用される。つまり、この不等式（１３）を満たす場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加するとともに油圧ポンプ６の傾転を最大qmaxとしても、第一経過期間における最大動力W(T)maxを出力することができないため、急負荷作業期間にあると判定することができる一方、前記不等式（１３）を満たさない場合には、予想増加回転数ΔN(t)だけエンジン回転数が増加すれば、油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで最大動力W(T)maxを出力することができるため、通常作業期間にあると判定することができる。
【０１１２】
前記ステップＸ７において、急負荷作業期間にあると判定されると（ステップＸ７でＹＥＳ）、前記急負荷用回転数演算処理Ｆが実行される一方、通常作業期間にあると判定されると（ステップＸ７でＮＯ）、前記通常回転数演算処理Ｇが実行される。
【０１１３】
図１１及び図１４を参照して、急負荷用回転数演算処理Ｆでは、まず、前記実施形態のステップＶ１〜Ｖ３を実行することにより、時間ｔ経過後の予想増加回転数ΔN(t)を算出する。
【０１１４】
そして、図１４の区間ｃ１〜ｃ８に示すポンプ吐出圧の増加区間を記憶部１８から読み出し（ステップＦ１）、これら増加区間ｃ１〜ｃ８に基づいて単位時間当たりの吐出圧増加率平均値Ｃを算出する（ステップＦ２）。
【０１１５】
次いで、この吐出圧増加率平均値Ｃに基づいてｔ時間後の予想増加吐出圧ΔP(t)を算出する（ステップＦ３）。具体的には、前記式（８）吐出圧増加率平均値Ｃに時間ｔを乗じることにより予想増加吐出圧ΔP(t)を算出する。
【０１１６】
次に、前記第一経過期間における油圧ポンプ６の動力の最大値W(T)maxを、時間ｔの経過後に最大傾転qmaxで出力可能となる理想回転数Ｎ３を前記式（１１）に基づいて算出する（ステップＦ４）。つまり、このステップＦ４では、過去第一時間Ｔまで遡ったときの最大動力W(T)maxが、この第一時間Ｔよりも短い第二時間ｔが経過した時点で要求されると想定した上で、前記吐出圧増加率平均値Ｃに従い増加した吐出圧及び前記回転数増加率平均値Ｂに従い増加した回転数によって、最大動力W(T)maxを油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで吐出可能となる理想回転数Ｎ３を算出することにより、実際に第二時間ｔ経過後に最大動力W(T)maxが要求された場合であっても、エンジン５の回転数の増加は、前記回転数増加率平均値Ｂに相当する増加、つまり、過去の実績のある回転数増加に抑えることができる。
【０１１７】
次いで、前記ステップＸ１で算出された目標流量Ｑｒを吐出するための回転数であって、エンジン５の燃料消費率が小さくなる小燃費回転数Ｎ４を算出する（ステップＦ５）。具体的には、図９に示す等燃費線と等馬力線との交点Ｄ１、Ｄ２のうち、エンジン回転数が小さいものが特定される。
【０１１８】
そして、前記のように算出された理想回転数Ｎ３と小燃費回転数Ｎ４とを比較して（ステップＦ６）、より大きな回転数を目標回転数として採用する（ステップＦ７、Ｆ８）。このように大きな回転数を採用するのは、回転数が大きい分だけ油圧ポンプ６の傾転を小さくすることができるので、以後、急激に目標流量が増大した場合であっても油圧ポンプ６の傾転調整によって流量変化に迅速に対応することができるようにするためである。
【０１１９】
一方、前記通常回転数演算処理Ｇでは，前記油圧ポンプ６に目標流量Ｑｒを吐出させるためのエンジン５の回転数であって、燃料消費率ができるだけ小さくなる小燃費回転数Ｎ４を算出し、これを目標回転数として採用する（ステップＧ１）。
【０１２０】
以上説明したように、前記実施形態によれば、図１０のステップＸ７に示すように第一経過期間における最大変化動力ΔW(T)と、第二経過期間における最大変化動力ΔW(t)とを利用して、急負荷作業期間にあるか否かを判定することができる。
【０１２１】
また、前記実施形態によれば、図８のステップＦ４に示すように過去Ｔ時間の間に発生した最大動力W(T)maxが、このＴ時間よりも短いｔ時間経過後の目標動力となった場合でも、この目標動力を、回転数増加率平均値Ｂに従って増加したエンジン回転数、及び吐出圧増加率平均値に従って増加した吐出圧によって油圧ポンプ６が最大傾転qmaxで出力することができる現時点の理想回転数Ｎ３を算出することができるので、この理想回転数Ｎ３以上の回転数を現時点における目標回転数とすることにより、前記最大動力W(T)maxをｔ時間経過後に出力させる必要が生じた場合であっても、エンジン回転数の増加率を第一経過期間における回転数増加率平均値Ｂ以下に抑えることができる。
【０１２２】
そして、前記実施形態では、図１１のステップＦ６に示すように急負荷期間にあると判定された場合に、理想回転数Ｎ３及び小燃費回転数Ｎ４のうち大きなものを目標回転数として設定することができるので、目標回転数が必要以上に大きくなるのを抑制することができ、燃料消費率の悪化を抑制することができる。
【０１２３】
なお、前記各実施形態で実行される処理を図１５に示すように並行して行うこともできる。
【０１２４】
具体的には、前記作業状態判定処理ＵとＸとをそれぞれ実行するとともに、この判定処理Ｕ、Ｘごとにその判定結果に応じて急負荷用回転数演算処理Ｖ、Ｆ又は通常回転数演算処理Ｏ、Ｇをそれぞれ実行し、急負荷用回転数演算処理Ｖ、Ｆの双方が実行された場合には、それぞれの処理Ｖ、Ｆで採用されたエンジン回転数Ｎ１〜Ｎ４のうち一番回転数の高いものを採用する（ステップＳ０）。
【０１２５】
前記実施形態によれば、将来の目標流量を想定して算出された理想回転数Ｎ１（第一理想回転数）、将来の油圧ポンプ６の動力を想定して算出された理想回転数Ｎ３（第二理想回転数）、前記最大傾転回転数Ｎ２、及び小燃費回転数Ｎ４のうちの一番回転数の高いものを目標回転数として設定することができるので、将来の目標流量及び動力を確実に確保しながら、これらを確保するためのエンジン回転数の増加率をできるだけ小さく抑えることにより、応答性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態に係る作業機械の電気的構成及び油圧系統を概略的に示す全体図である。
【図２】コントローラの構成を機能的に示すブロック図である。
【図３】コントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の作業状態判定処理Ｕの処理内容を示すフローチャートである。
【図５】図３の急負荷用回転数演算処理Ｖの処理内容を示すフローチャートである。
【図６】図３の通常回転数演算処理の処理内容を示すフローチャートである。
【図７】現時点からＴ時間前のポンプ流量の推移を示すグラフである。
【図８】現時点からＴ時間前のエンジン回転数の推移を示すグラフである。
【図９】エンジンの動力と燃費と回転数とトルクとの関係を示す図である。
【図１０】別の実施形態に係る作業状態判定処理Ｘの処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】別の実施形態に係る急負荷用回転数演算処理Ｆの処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】別の実施形態に係る通常回転数演算処理Ｇの処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】現時点からＴ時間前のポンプ動力の推移を示すグラフである。
【図１４】現時点からＴ時間前のポンプ吐出圧の推移を示すグラフである。
【図１５】さらに別の実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２７】
Ｂ 回転数増加率平均値
Ｃ 吐出圧増加率平均値
Ｆ、Ｖ 急負荷用回転数演算処理
Ｇ、Ｏ 通常回転数演算処理
Ｕ、Ｘ 作業状態判定処理
Ｔ 第一時間
ｔ 第二時間
Ｎ１、Ｎ３ 理想回転数
Ｎ２ 最大傾転回転数
Ｎ４ 小燃費回転数
１ エンジン制御装置
２ 油圧モータ（アクチュエータ）
３ 油圧シリンダ（アクチュエータ）
５ エンジン
６ 油圧ポンプ
７ 圧力センサ
８ コントローラ（制御部）
１６ 目標流量演算部
１７ 差分演算部
１８ 記憶部
１９ 増加率演算部
２０ 判定部
２１ 第一回転数演算部
２２ 第二回転数演算部
【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可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段とを備えた作業機械に設けられ、前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御装置であって、
前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいてエンジンの目標回転数を設定する回転数設定手段と、
この回転数設定手段により設定された目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を調整する回転数調整手段と、
前記アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、
前記回転数設定手段は、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にはないと判定された場合には通常時目標回転数を設定する一方、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にあると判定された場合には前記通常時目標回転数以上の急負荷時目標回転数を設定することを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記吐出流量の最大値から最小値を減じた第一最大変化流量と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における吐出流量の最大値から最小値を減じた第二最大変化流量とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化流量と第二最大変化流量とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第一最大変化動力と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第二最大変化動力とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化動力と第二最大変化動力とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記回転数設定手段は、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に現時点から特定の時間が経過した後に必要になると想定される前記エンジンの想定回転数を特定する手段と、前記急負荷時目標回転数が前記特定時間の間に前記想定回転数まで増加するときの当該回転数の増加率であって前記急負荷作業期間中に許容される許容増加率を特定する手段と、この許容増加率に従い前記特定時間が経過したときに前記想定回転数まで増大することになる理想回転数を特定する手段とを備え、少なくとも前記理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに、前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数によって前記第一経過期間における吐出流量の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出可能となる現時点の回転数を第一理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数と、前記第一経過期間における吐出流量の最大値と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記第一理想回転数を算出することを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記回転数設定手段は、前記第一経過期間における油圧ポンプの動力の推移を記憶しており、前記増加率演算部は、前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出し、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときに、前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧と前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数とによって、第一経過期間における動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点のエンジン回転数を第二理想回転数として算出し、少なくとも前記第一理想回転数及び第二理想回転数のうち大きなもの以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移、動力の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出するとともに前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数、及び前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧によって、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点の回転数を前記理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する検出手段をさらに備え、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数及び予想増加吐出圧と、現時点における前記油圧ポンプの吐出圧と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記理想回転数を算出することを特徴とする請求項８に記載のエンジン制御装置。
【請求項１０】
前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプに吐出させるためのエンジン回転数のうち、予め設定されたマップに基づいて燃料消費率が小さい小燃費回転数を特定する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び小燃費回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間中にはないと判定された場合に、前記小燃費回転数を通常時目標回転数に設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１１】
前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出することが可能となるエンジンの最大傾転時回転数を算出する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び最大傾転時回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間にはないと判定された場合に、前記最大傾転時回転数を通常時目標回転数に設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１２】
エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段と、請求項１〜１１の何れか１項に記載のエンジン制御装置とを備えた作業機械。
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段とを備えた作業機械に設けられ、前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御装置であって、
前記アクチュエータに要求される作動油流量に基づいてエンジンの目標回転数を設定する回転数設定手段と、
この回転数設定手段により設定された目標回転数に基づいて前記エンジンの回転数を調整する回転数調整手段と、
前記アクチュエータに要求される作動油流量が急激に増加する可能性のある急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、
前記回転数設定手段は、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にはないと判定された場合には通常時目標回転数を設定する一方、前記作業状態判定手段により急負荷作業期間中にあると判定された場合には前記通常時目標回転数以上の急負荷時目標回転数を設定することを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記吐出流量の最大値から最小値を減じた第一最大変化流量と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における吐出流量の最大値から最小値を減じた第二最大変化流量とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化流量と第二最大変化流量とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記作業状態判定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第一最大変化動力と現時点から前記第一時間よりも短い第二時間までの第二経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値から最小値を減じた第二最大変化動力とを算出する差分演算部と、前記第一最大変化動力と第二最大変化動力とを比較することにより急負荷作業の期間中にあるか否かを判定する判定部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記回転数設定手段は、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に現時点から特定の時間が経過した後に必要になると想定される前記エンジンの想定回転数を特定する手段と、前記急負荷時目標回転数が前記特定時間の間に前記想定回転数まで増加するときの当該回転数の増加率であって前記急負荷作業期間中に許容される許容増加率を特定する手段と、この許容増加率に従い前記特定時間が経過したときに前記想定回転数まで増大することになる理想回転数を特定する手段とを備え、少なくとも前記理想回転数以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに、前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数によって前記第一経過期間における吐出流量の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出可能となる現時点の回転数を第一理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数と、前記第一経過期間における吐出流量の最大値と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記第一理想回転数を算出することを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記回転数設定手段は、前記第一経過期間における油圧ポンプの動力の推移を記憶しており、前記増加率演算部は、前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出し、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときに、前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧と前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数とによって、第一経過期間における動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点のエンジン回転数を第二理想回転数として算出し、少なくとも前記第一理想回転数及び第二理想回転数のうち大きなもの以上の回転数を前記急負荷時目標回転数に設定することを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
前記回転数設定手段は、現時点から第一時間前までの第一経過期間における前記油圧ポンプの吐出流量の推移、動力の推移及びエンジン回転数の推移を記憶する記憶部と、前記第一経過期間におけるエンジン回転数の単位時間当たりの回転数増加率の平均値を前記許容増加率として算出するとともに前記第一経過期間における油圧ポンプの吐出圧の単位時間当たりの吐出圧増加率の平均値を算出する増加率演算部と、前記第一時間よりも短い第二時間が経過したときに前記回転数増加率平均値に従い上昇するエンジン回転数、及び前記吐出圧増加率平均値に従い上昇する吐出圧によって、前記第一経過期間における前記油圧ポンプの動力の最大値を前記油圧ポンプが最大傾転で出力可能となる現時点の回転数を前記理想回転数として算出する第一回転数演算部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
前記油圧ポンプの吐出圧を検出する検出手段をさらに備え、前記第一回転数演算部は、前記第二時間が経過したときの予想増加回転数及び予想増加吐出圧と、現時点における前記油圧ポンプの吐出圧と、前記油圧ポンプの最大傾転とに基づいて前記理想回転数を算出することを特徴とする請求項８に記載のエンジン制御装置。
【請求項１０】
前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプに吐出させるためのエンジン回転数のうち、予め設定されたマップに基づいて燃料消費率が小さい小燃費回転数を特定する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び小燃費回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間中にはないと判定された場合に、前記小燃費回転数を通常時目標回転数に設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１１】
前記回転数設定手段は、前記アクチュエータに要求される作動油流量を前記油圧ポンプが最大傾転で吐出することが可能となるエンジンの最大傾転時回転数を算出する第二回転数演算部を備え、前記急負荷作業期間中にあると判定された場合に、前記理想回転数及び最大傾転時回転数のうち大きなものを前記急負荷時目標回転数に設定する一方、前記急負荷作業期間にはないと判定された場合に、前記最大傾転時回転数を通常時目標回転数に設定することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１２】
エンジンと、このエンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプから供給される作動油により駆動されるアクチュエータと、このアクチュエータに要求される作動油流量を吐出するための前記油圧ポンプの傾転を前記エンジン回転数に応じて調整する調整手段と、請求項１〜１１の何れか１項に記載のエンジン制御装置とを備えた作業機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２８１１４９（Ｐ２００９−２８１１４９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０８４２（Ｐ２００８−１３０８４２）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００２４６２７３）コベルコ建機株式会社 (644)
【Ｆターム（参考）】
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