以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるエンジン制御装置を搭載した建設機械の油圧回路を含むシステム構成図である。
図1において、1はディーゼルエンジン(以下「エンジン」という)であり、エンジン1はメインポンプである油圧ポンプ2とパイロットポンプ3を回転駆動する。油圧ポンプ2はコントロールバルブ4,5を介して油圧アクチュエータ6,7に接続され、コントロールバルブ4,5が図示の中立位置から操作されると、油圧ポンプ2からの吐出油はコントロールバルブ3,4を介して油圧アクチュエータ6,7に供給され、油圧アクチュエータ6,7を駆動する。コントロールバルブ3,4はセンターバイパスタイプの制御弁であり、コントロールバルブ3,4が図示の中立位置にあるとき、油圧ポンプ2の吐出油はセンターバイパスライン8と各コントロールバルブ3,4内のセンターバイパス通路を介してタンクライン9からタンク10へと還流される。
油圧ポンプ2は可変容量型であり、ポンプレギュレータ11を備えている。ポンプレギュレータ11は、例えば入力トルク制限制御を行うトルクレギュレータであり、油圧ポンプ2の吐出圧力を入力し、油圧ポンプ2の吐出圧力の変化に対して油圧ポンプ2の入力トルクが予め設定した最大トルクを超えないように油圧ポンプ2の押しのけ容積(傾転)を制御する。
パイロットポンプ3は固定容量型の油圧ポンプであり、パイロットポンプ3の吐出ラインにはパイロットリリーフ弁12が接続され、パイロットポンプ3の吐出圧を一定の値(例えば40Kg/cm2)に保持している。パイロットポンプ3の吐出ラインはパイロット操作系の油圧源を構成する。
13,14は上記パイロット操作系に設けられた操作レバー装置13,14であり、操作レバー装置13,14は、それぞれ、操作レバー13a,14aと1対の比例減圧弁13b,13c;14b,14cとから構成されている。操作レバー13aを操作するとその操作方向に応じて比例減圧弁13b,13cのいずれかが作動し、操作レバー14aを操作するとその操作方向に応じて比例減圧弁14b,14cのいずれかが作動し、それぞれ、その操作量に応じたパイロット圧を出力する。これらのパイロット圧は、それぞれ、パイロットライン15a,15b;16a,16bを介してコントロールバルブ4,5に伝えられ、コントロールバルブ4,5を中立位置から切り換える。
油圧アクチュエータ6は掘削に係わるアクチュエータであり、油圧アクチュエータ7は走行に係わるアクチュエータである。建設機械がホイール式の油圧ショベルである場合、掘削に係わるアクチュエータ(油圧アクチュエータ6)はブームを駆動するブームシリンダ、アームを駆動するアームシリンダ、バケットを駆動するバケットシリンダ、旋回体を旋回させる旋回モータのいずれかであり、走行に係わるアクチュエータ(油圧アクチュエータ7)は走行モータである。以下の説明では、適宜、油圧アクチュエータ6を掘削アクチュエータといい、油圧アクチュエータ7を走行アクチュエータという。
本実施の形態に係わるエンジン制御装置は以上のような油圧システムに設けられるものであり、エンジン回転指示コントローラ21と、エンジン回転制御コントローラ22と、電子ガバナ23と、エンジンコントロールダイヤル24と、走行パイロット圧センサ25と、シャトル弁26、エンジン回転数センサ27とを有している。
エンジン回転指示コントローラ21は、エンジンコントロールダイヤル24と走行パイロット圧センサ25からの信号を入力し、所定の演算処理を行い、エンジン回転制御コントローラ22にエンジン1の目標回転数の指示信号とエンジン回転特性の指示信号を送信する。エンジン回転制御コントローラ22は、その目標回転数の指示信号及びエンジン回転特性の指示信号とエンジン回転数センサ27の検出信号とに基づいて電子ガバナ23を制御し、エンジン1の燃料噴射量を制御する。エンジン1は、この燃料噴射制御によりエンジン回転数と出力トルクが制御される。
エンジンコントロールダイヤル24はエンジンの目標回転数を指示するためオペレータにより操作されるものであり、その操作位置に応じた操作信号(電圧信号)を出力する。走行パイロット圧センサ25はシャトル弁26の出力圧を検出し、その出力圧を示す検出信号(電圧信号)を出力する。シャトル弁26はパイロットライン16a,16bから分岐した検出ライン28a,28bに設けられ、操作レバー装置14の操作時に出力されるパイロット圧を検出する。
図2はホイール式油圧ショベル(ホイールショベル)の外観を示す図である。ホイール式油圧ショベルは、下部走行体101と、下部走行体101の上部に回転可能に搭載された上部旋回体102と、フロント作業機103とを備えている。下部走行体101は前輪105と後輪106を備え、これらの車輪105,106は図1に示した走行アクチュエータ7により駆動される。
上部旋回体102は旋回フレーム109と、この旋回フレーム109上の運転室110及び機械室111とを有し、機械室111に図1に示したエンジン1、油圧ポンプ2、パイロットポンプ3等の油圧機器が配置されている。旋回フレーム109は図示しない旋回モータにより駆動され、下部走行体101上を旋回する。
フロント作業機103は、旋回フレーム109に回動可能に連結されたブーム113と、ブーム113の先端に回動可能に連結されたアーム114と、アーム114の先端に回動可能に結合されたバケット115を備え、ブーム113、アーム114、及びバケット115は、それぞれ、ブームシリンダ116、アームシリンダ117及びバケットシリンダ118により駆動される。前述したように、図1に示した掘削アクチュエータ6は、ブームシリンダ116、アームシリンダ117及びバケットシリンダ118と図示しない旋回モータのいずれかである。
図3は、エンジン回転指示コントローラ21とエンジン回転制御コントローラ22のそれぞれの制御機能の概略を示す図である。
エンジン回転指示コントローラ21は、目標回転数演算部31と、エンジン回転特性演算部32と、通信制御部33とを有している。エンジン回転制御コントローラ22は、通信制御部34と、切換制御部35と、アイソクロナス制御部36と、ドループ制御部37と、出力部38とを有し、通信制御部33と通信制御部34は通信線39を介して接続されている。
目標回転数演算部31はエンジンコントロールダイヤル24からの操作信号を入力し、その操作信号に基づいて目標回転数を演算する。この目標回転数は、そのまま通信制御部33に送ってもよいし、必要に応じて(例えばオートアイドル制御等の目的で)補正した後、通信制御部33に送ってもよい。
エンジン回転特性演算部32は走行パイロット圧センサ25からの検出信号(走行パイロット圧)を入力し、その信号に基づいて走行状態の有無を判定し、走行時は燃料制御領域の特性(エンジン回転特性)をドループ特性とし、非走行時は燃料制御領域の特性(エンジン回転特性)をアイソクロナス特性とするようにエンジン回転特性ゲインを切り換える。
図4は、本実施の形態のエンジン制御装置により制御されるエンジン1の出力トルク特性(エンジントルク特性)を示す図である。図中、横軸はエンジン回転数であり、縦軸はエンジン出力トルクである。
エンジン1の出力トルク特性は、直線41−1或いは直線41−2で表される燃料制御領域(部分負荷領域)の特性と曲線42で表される全負荷領域の特性とに分けられる。燃料制御領域は電子ガバナ23の燃料噴射量が最大(100%)以下であって、エンジン1の負荷トルクに応じて燃料噴射量を制御することで出力トルクを制御する領域であり、全負荷領域は電子ガバナ23の燃料噴射量が最大(100%)に達した状態であって、負荷トルクの増大に対してエンジン回転数を低下させることで出力トルクとバランスさせる領域である。図4中、直線41−1は直線の傾斜が0であるアイソクロナス特性であり、直線41−2は直線がある勾配で傾いているドループ特性である。また、本明細書中では、直線41−1或いは直線41−2の特性を総称して「エンジン回転特性」と言う。
図5は、エンジン回転特性演算部32の機能の詳細を示す図である。エンジン回転特性演算部32は、アイソクロナスゲイン設定部32aと、ドループゲイン設定部32bと、走行状態判定部32cと、切換部32dとを有している。アイソクロナスゲイン設定部32aには、エンジン回転特性ゲインとして直線41−1のゲイン例えば「0」が設定されている。ドループゲイン設定部32bにはエンジン回転特性ゲインとして直線41−2のゲイン例えば「3」が設定されている。走行状態判定部32cは、走行パイロット圧センサ25からの信号(走行パイロット圧)がOFFのときは切換部32dを図示のOFF位置のままとし、走行パイロット圧センサ25からの信号がONになると(走行パイロット圧センサ25からの信号(電圧)が所定値(不感帯)を超えると)ON信号を出力し、切換部32dをON位置に切り換える。切換部32dは、図示のOFF位置にあるときはアイソクロナスゲイン設定部32aのゲイン(例えば「0」)を出力し、OFF位置に切り換わるとドループゲイン設定部32bのゲイン(例えば「3」)を出力する。
図3に戻り、通信制御部33は、目標回転数演算部31で演算された目標回転数とエンジン回転特性演算部32で演算されたエンジン回転特性ゲインをCAN通信によって通信可能なデータに変換し、そのデータを通信線39を介してエンジン回転制御コントローラ22の通信制御部34に送信する。通信制御部34は受信したデータから目標回転数とエンジン回転特性ゲインを取り出し、切換制御部35に送る。切換制御部35は、エンジン回転特性ゲインが「0」であるかどうかを判定し、「0」であれば目標回転数をアイソクロナス制御部36に送り、「0」でなければ目標回転数をドループ制御部37に送る。
アイソクロナス制御部36は、エンジン回転特性がアイソクロナス特性となるよう燃料噴射量を制御し、ドループ制御部37は、エンジン回転特性がドループ特性となるよう燃料噴射量を制御する。これにより切換制御部35は、燃料噴射量の制御特性がアイソクロナス制御とドループ制御のいずれかになるように切り換える。
図6は、アイソクロナス制御部36の制御特性(機能)の詳細を示すフローチャートである。まず、エンジン回転数センサ27で検出したエンジン1の回転数(実回転数)と目標回転数との偏差(実回転数−目標回転数)ΔNを演算し、ΔN>0かどうか(実回転数が目標回転数より大きいかどうか)を判断し(ステップS100)、ΔN>0であれば実回転数を下げる必要があるので、目標燃料噴射量を減らすよう制御する(ステップS120)。この制御は、例えば、目標燃料噴射量を一定割合減らす積分制御であってもよいし、積分制御と微分制御との組み合わせであってもよい。ΔN>0でない場合は、ΔN<0かどうか(実回転数が目標回転数より小さいかどうか)を更に判断し(ステップS110)、ΔN<0であれば実回転数を上げる必要があるので、目標燃料噴射量を増やすよう制御する(ステップS130)。この制御も積分制御であってもよいし、積分制御と微分制御との組み合わせであってもよい。ΔN<0でもなく、ΔN<0でもない場合は、ΔN=0であり、実回転数が目標回転数と等しいので、現在の目標燃料噴射量を維持する(ステップS140)。
アイソクロナス制御部36は、このように演算した目標燃料噴射量を出力部38に送る。出力部38は、その目標燃料噴射量を電子ガバナ23の制御量に変換して、電子ガバナ23に指令信号(電気信号)を出力する。これによりエンジン1の回転数は負荷トルクに係わらず目標回転数に維持されるように制御される(アイソクロナス制御)。
図7は、以上のように演算された目標燃料噴射量によりエンジン1が制御された場合のエンジン1の出力トルク特性(エンジン回転特性)を示す図である。図中、図4に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。直線41−1a〜41−1dは目標回転数がそれぞれ例えば2200rpm、2000rpm、1800rpm、1600rpmの場合のエンジン回転特性である。これらのエンジン回転特性は直線の傾斜が0であるアイソクロナス特性となる。
図8は、目標回転数が1600rpmである場合にドループ制御部37で演算に使用するテーブルの燃料噴射特性(エンジン回転数(実回転数)と目標燃料噴射量の関係)を示す図である。図中、横軸はエンジン回転数(実回転数)であり、縦軸は目標燃料噴射量である。エンジン回転制御コントローラ22のメモリには、エンジン回転指示コントローラ21から送られてくる目標回転数毎に燃料噴射特性を設定したテーブルが記憶されており、ドループ制御部37は、そのときの目標回転数に対応するテーブルを選択し、このテーブルの燃料噴射特性にそのときの実回転数を参照して目標燃料噴射量を算出する。
目標回転数が1600rpmである場合、図8の直線45に示すよう、実回転数が目標回転数の1600rpmより大きい例えば1800rpmでは目標燃料噴射量は最小(MIN)であり、実回転数がそれより低下するに従い目標燃料噴射量が増大し、実回転数が目標回転数の1600rpmに低下すると、目標燃料噴射量が最大(MAX)となるように実回転数と目標燃料噴射量の関係が設定されている。エンジン回転指示コントローラ21から送られてくる目標回転数が2200rpm、2000rpm、1800rpm、1600rpmである場合、目標回転数2200rpm、2000rpm、1800rpmのテーブルにも目標回転数1600rpmの図8に示したテーブルと同様にエンジン回転数(実回転数)と目標燃料噴射量の関係が設定されている。
ドループ制御部37は、このようなテーブルを用いて演算した目標燃料噴射量を出力部38に送る。出力部38は、その目標燃料噴射量を電子ガバナ23の制御量に変換して、電子ガバナ23に指令信号(電気信号)を出力する。これによりエンジン1の回転数は、目標回転数に対し負荷トルクが低下するに従い増加するように制御される(ドループ制御)。
図9は、以上のように演算された目標燃料噴射量によりエンジン1が制御された場合のエンジン1の出力トルク特性(エンジン回転特性)を示す図である。図中、図4に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。エンジン回転特性を示す直線41−2a〜41−2dは目標回転数がそれぞれ例えば2200rpm、2000rpm、1800rpm、1600rpmの場合のものである。エンジン回転特性は、直線41−2a〜41−2dで表されるように、ある傾き(勾配)を持つドループ特性となる。そのドループ特性の傾きは、各目標回転数毎に設定されたテーブルの直線(目標回転数が1600rpmである場合は、図8の燃料噴射特性を示す直線)の傾きと対応するものとなる。
以上において、図3に示したフロント作業機103や旋回フレーム109は、油圧ポンプ2からの圧油により駆動される作業装置を構成し、エンジン回転指示コントローラ21、エンジン制御コントローラ22は、オペレータの指示に基づいて目標回転数を設定し、この目標回転数に基づいて燃料噴射量を制御し、エンジン1の回転数を制御するエンジン制御手段を構成し、走行パイロット圧センサ25は、車体(下部走行体101及び上部旋回体102)の走行を検出する走行検出手段を構成し、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32と、エンジン制御コントローラ22の切換制御部35、アイソクロナス制御部36、ドループ制御部37は、前記走行検出手段の検出結果に基づいて車体の非走行時かどうかを判断し、車体の非走行時はエンジン回転特性がアイソクロナス特性となり、車体の走行時はエンジン回転特性がドループ特性となるように、燃料噴射量の制御特性を切り換える制御特性切換手段を構成する。
また、エンジン回転指示コントローラ21は、オペレータの指示に基づいて目標回転数を設定する第1エンジン制御手段を構成し、エンジン回転制御コントローラ22は、前記目標回転数に基づいて燃料噴射量を制御し、エンジン1の回転数を制御する第2エンジン制御手段を構成する。エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32は、前記走行検出手段(走行パイロット圧センサ25)の検出結果に基づいて車体の非走行時かどうかを判断し、車体の非走行時は、前記第2エンジン制御手段(エンジン回転制御コントローラ22)に対してエンジン回転特性としてアイソクロナス特性を指示し、車体の走行時は、前記第2エンジン制御手段に対してエンジン回転特性としてドループ特性を指示するエンジン特性指示手段を構成し、エンジン制御コントローラ22の切換制御部35、アイソクロナス制御部36、ドループ制御部37は、前記第1エンジン制御手段(エンジン回転指示コントローラ21)の指示に応じてエンジン回転特性がアイソクロナス特性かドループ特性のいずれかになるように、燃料噴射量の制御特性を切り換える制御特性切換手段を構成する。
次に、以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。
<掘削・旋回時>
パイロットポンプ3は常に圧油を操作レバー装置13に供給しており、掘削アクチュエータ6用の操作レバー装置13を操作することでコントロールバルブ4が動き、掘削アクチュエータ6に圧油が流入し、掘削アクチュエータ6のピストンが動くことでフロント作業機103が動き、掘削・旋回作業が行われる。
このとき、走行アクチュエータ7用の操作レバー装置14は操作されておらず、走行用パイロット圧は発生していないため、走行パイロット圧センサ25の検出信号はOFFである。
走行パイロット圧センサ25の検出信号がOFFであるとき、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32はアイソクロナスゲイン設定部32aのゲイン(例えば「0」)を出力する。その結果、エンジン回転制御コントローラ22の切換制御部35は、目標回転数をアイソクロナス制御部36に送り、アイソクロナス制御部36は、上記のように、そのときの目標回転数に基づいて図6に示すアルゴリズム(制御特性)により目標燃料噴射量を演算する。これによりエンジン1の回転数と出力トルクが図9の直線41−1a〜41−1dに示すように制御され、それぞれの目標回転数においてエンジン回転特性がアイソクロナス特性となるように制御される(アイソクロナス制御)。
<走行時>
走行アクチュエータ7用の操作レバー装置14を操作すると、コントロールバルブ5が動き、走行アクチュエータ6に7油が流入し、走行アクチュエータ7が回転し、走行動作が行われる。
また、走行アクチュエータ7用の操作レバー装置14を操作すると、走行パイロット圧センサ25でパイロット圧が検出され、その検出信号(ON)がエンジン回転指示コントローラ21に入力される。
走行パイロット圧センサ25の検出信号がONであるとき、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32はドループゲイン設定部32bのゲイン(例えば「3」)を出力する。その結果、エンジン回転制御コントローラ22の切換制御部35は、目標回転数をドループ制御部37に送り、ドループ制御部37は、上記のように、そのときの目標回転数に対応する図8に示す燃料噴射特性に従って目標燃料噴射量を演算する。これによりエンジン1の回転数と出力トルクが図9の直線41−2a〜41−2dに示すように制御され、それぞれの目標回転数においてエンジン回転特性がドループ特性となるように制御される(ドループ制御)。
以上のように構成した本実施の形態によれば次の効果が得られる。
(1)掘削時のアイソクロナス制御の効果
(a)掘削負荷によってエンジン回転数が変動しないので、掘削・旋回の動作速度も変動しない。このためオペレータは掘削負荷を考えること無く、フロント作業機(例えばバケット)の動作速度を操作レバー装置13の操作で調整することができ、優れた操作性が得られる。
(b)掘削負荷によってエンジン回転数が変動しないので、エンジン1の出す騒音を低く抑えることができる。
(c)掘削負荷によってエンジン回転数が変動しないので、軽負荷時のエンジン回転数を低く抑えることで燃費を向上することができる。
(2)走行時のドループ制御の効果
(a)走行負荷が低いときはエンジン回転数が高くなり、走行負荷が高いときはエンジン回転が低くなる。このためオペレータは、エンジン回転数の変化によるエンジン音の変化で登坂・降坂状況を知ることができ、ブレーキやアクセルの踏み込み操作の必要性を判断し、車体速度を調整することができる。
(b)発進加速が終了し一定速度になったときのエンジン回転数や、定地走行時(軽負荷走行時)のエンジン回転数を高くすることができ、必要な速度を得ることができる。このため排気量の小さいエンジンを採用することができる。
本発明の第2の実施の形態を図10〜図12を用いて説明する。図10中、図5に示す部分と同等のものには同じ符号を付し、図11及び図12中、図8及び図9に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態のエンジン制御装置における油圧システムを含めた全体構成及び制御システムの構成は図1及び図3に示した第1の実施の形態と同等であり、以下の説明では、適宜、図1及び図3を参照する。本実施の形態は、アイソクロナス特性とドループ特性を切り換えるとき、その切り換えを徐々に行い、エンジン回転数変化による車体のショックを低減するものである。
本実施の形態に係わるエンジン制御装置は、第1の実施の形態と同様、エンジン回転指示コントローラ21とエンジン回転制御コントローラ22とを有しており(図1)、エンジン回転指示コントローラ21は、目標回転数演算部31と、エンジン回転特性演算部32と、通信出力部33とを有し、エンジン回転制御コントローラ22は、通信入力部34と、切換制御部35と、アイソクロナス制御部36と、ドループ制御部37と、出力部38とを有し、通信出力部33と通信入力部34は通信線39を介して接続されている(図3)。ただし、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32の機能とエンジン回転制御コントローラ22のドループ制御部37の機能が第1の実施の形態と異なっている。その相違点は次のようである。
図10は、本実施の形態に係わるエンジン回転特性演算部32の機能の詳細を示す図である。エンジン回転特性演算部32は、アイソクロナスゲイン設定部32aと、ドループゲイン設定部32bと、走行状態判定部32cと、切換部32dとに加え、ローパスフィルタ部32eとエンジン回転特性ゲイン変換部32fとを有している。
ローパスフィルタ部32eは、切換部32dにおいてエンジン回転特性ゲインをアイソクロナス特性のゲインからドループ特性のゲインに切り換えるとき、或いはドループ特性のゲインからアイソクロナス特性のゲインに切り換えるとき、そのゲインの変化に遅れを持たせ、切り替わり(変化)をなだらかにする。
エンジン回転特性ゲイン変換部32fは、ローパスフィルタ部32eで処理されたゲインを、エンジン回転制御コントローラ22のアイソクロナス制御部36とドループ制御部37(図3)で使用可能なエンジン回転特性ゲインに変換する。図示の例では、エンジン回転特性ゲインとして「0」、「1」、「2」、「3」の4つのゲインが設定されている。ゲイン「0」はアイソクロナス制御用であり、ゲイン「1」、「2」、「3」はドループ制御用である。
エンジン制御コントローラ22のドループ制御部37は、ゲイン「1」、「2」、「3」に対応してドループ特性の傾きを変える機能を有している。
図11は、目標回転数が2200rpmである場合にドループ制御部37(図3)で演算に使用するテーブルの燃料噴射特性(エンジン回転数(実回転数)と目標燃料噴射量の関係)を示す図である。図中、横軸はエンジン回転数(実回転数)であり、縦軸は目標燃料噴射量である。エンジン回転制御コントローラ22のメモリには、エンジン回転指示コントローラ21から送られてくる目標回転数毎(例えば1600rpm、1800rpm、2000rpm、2200rpm毎)に、異なるエンジン回転特性ゲイン毎の燃料噴射特性を設定したテーブルが記憶されており、ドループ制御部37(図3)は、そのときの目標回転数に対応するテーブルを選択し、このテーブルにエンジン回転指示コントローラ21から送られてくるエンジン回転特性ゲインを参照して対応する燃料噴射特性を選択し、この燃料噴射特性にそのときの実回転数を参照して目標燃料噴射量を算出する。
図11において、直線45−1,45−2,45−3は、それぞれ、エンジン回転特性ゲインが「3」、「2」、「1」の場合のものである。目標回転数が2200rpmである場合、エンジン回転特性ゲインが「3」のときは、直線45−1に示すよう、実回転数が目標回転数の2200rpmより大きい例えば2400rpmで目標燃料噴射量が最小(MIN)であり、実回転数がそれより低下するに従い目標燃料噴射量が増大し、実回転数が目標回転数の2200rpmまで低下すると、目標燃料噴射量が最大(MAX)となるように実回転数と目標燃料噴射量の関係が設定されている。エンジン回転特性ゲインが「2」のときは、直線45−2に示すよう、実回転数が目標回転数の2200rpmより大きい例えば2340rpmで目標燃料噴射量が最小(MIN)であり、エンジン回転特性ゲインが「1」のときは、直線45−1に示すよう、実回転数が目標回転数の2200rpmより大きい例えば2270rpmでは標燃料噴射量が最小(MIN)であり、それぞれ、実回転数がそれより低下するに従い目標燃料噴射量が増大し、実回転数が目標回転数の2200rpmまで低下すると、目標燃料噴射量が最大(MAX)となるように実回転数と目標燃料噴射量の関係が設定されている。目標回転数2000rpm、1800rpm,1600rpのテーブルにも目標回転数2200rpmのテーブルと同様に、エンジン回転特性ゲイン毎のエンジン回転数(実回転数)と目標燃料噴射量の関係が設定されている。
図12は、目標回転数が2200rpmである場合にアイソクロナス特性からドループ特性に切り換わるとき、或いはドループ特性からアイソクロナス特性に切り換わるときのエンジン1の出力トルク特性におけるドループ特性の変化を示す図である。
図12において、直線41−1aは傾斜が0であるアイソクロナス特性であり、直線41−2a〜41−4aは直線がある勾配で傾いているドループ特性である。また、直線41−1a〜41−4aは、それぞれ、エンジン回転特性ゲインが「0」、「3」、「2」、「1」のときのものであり、直線41−2a〜41−4aのドループ特性は、傾きが徐々に増加している。
以上において、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32におけるローパスフィルタ部32e及びエンジン回転特性ゲイン変換部32fと、エンジン回転制御コントローラ22の図11に示すテーブルを備えたドループ制御部37は、制御特性を切り換えるとき、エンジン回転特性がアイソクロナス特性とドループ特性との間で徐々に切り換わるように制御特性の変化を制御する手段を構成する。
また、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32におけるローパスフィルタ部32e及びエンジン回転特性ゲイン変換部32fは、上記第2エンジン制御手段(エンジン回転制御コントローラ22)に対してエンジン回転特性をアイソクロナス特性とドループ特性との間で切り換えるよう指示するとき、その切り換えを徐々に行うよう指示する手段を構成し、エンジン回転制御コントローラ22の図11に示すテーブルを備えたドループ制御部37は、制御特性を切り換えるとき、上記第1エンジン制御手段(エンジン回転指示コントローラ21)の指示に応じてエンジン回転特性がアイソクロナス特性とドループ特性との間で徐々に切り換わるように制御特性の変化を制御する手段を構成する。
第1の実施の形態において、エンジン回転特性がドループ特性からアイソクロナス特性或いはその逆に切り換わるとき、エンジン1の回転数が変動し、このエンジン回転数の変動は、操作時の負荷トルクが低い程大きくなるため、エンジン回転特性が切り換わるとき、エンジン回転数の変化が車体のショックとしてオペレータに伝わる可能性がある。本実施の形態は、その点を改善し、アイソクロナス特性とドループ特性が切り換わるとき、その切換を徐々に行い、エンジン回転特性の変化による車体のショックを低減するものである。
つまり、本実施の形態においては、走行パイロット圧センサ25の検出信号がOFFからONに切り換わってアイソクロナス特性からドループ特性に切り換わるとき、或いは走行パイロット圧センサ25の検出信号がONからOFFに切り換わってドループ特性からアイソクロナス特性に切り換わるとき、ローパスフィルタ部32eとエンジン回転特性ゲイン変換部32fによりエンジン回転指示コントローラ21が指示するエンジン回転特性ゲインは「0」→「1」→「2」→「3」の順、或いはその逆の順に徐々に変化する。エンジン回転制御コントローラ22のドループ制御部37では、そのエンジン回転特性ゲインの変化に対応して燃料噴射特性を選択し、目標燃料噴射量を演算する。その結果、ドループ特性の傾きは、図12の直線41−2a〜41−4aに示すように徐々に変化する。これによりドループ特性からアイソクロナス特性或いはその逆に切り換わるとき、その切り換わりが徐々に行われ、エンジン回転特性の変化による車体のショックを低減することができる。
本発明の第3の実施の形態を図13〜図16を用いて説明する。本実施の形態は、走行と掘削・旋回の複合時にその複合度合いによってドループ特性の傾きを変えることができるようにしたものである。
図13は、本発明の第2の実施の形態に係わるエンジン制御装置を搭載した建設機械の油圧回路を含むシステム構成図である。図13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。
図13において、本実施の形態に係わるエンジン制御装置は、エンジン回転指示コントローラ21Aとエンジン回転制御コントローラ22Aとを有している。また、図1に示した第1の実施の形態の構成に対して掘削パイロット圧センサ45とシャトル弁46とが付加されている。シャトル弁46はパイロットライン15a,15bから分岐した検出ライン47a,47bに設けられ、操作レバー装置13の操作時に出力されるパイロット圧を検出する。エンジン回転指示コントローラ21Aは、エンジンコントロールダイヤル24と走行パイロット圧センサ25と掘削パイロット圧センサ45からの信号を入力し、所定の演算処理を行い、エンジン回転制御コントローラ22Aにエンジン1の目標回転数の指示信号とエンジン回転特性の指示信号を送信する。
第1の実施の形態と同様、エンジン回転指示コントローラ21Aは、目標回転数演算部31と、エンジン回転特性演算部32と、通信出力部33とを有し、エンジン回転制御コントローラ22Aは、通信入力部34と、切換制御部35と、アイソクロナス制御部36と、ドループ制御部37と、出力部38とを有し(図3)、通信出力部33と通信入力部34は通信線39を介して接続されている。ただし、エンジン回転指示コントローラ21Aのエンジン回転特性演算部32の機能とエンジン回転制御コントローラ22Aのドループ制御部37の機能が第1の実施の形態と異なっている。その相違点は次のようである。
図14は、エンジン回転指示コントローラ21Aにおけるエンジン回転特性演算部32(図3)の機能の詳細を示す図である。エンジン回転特性演算部32は、走行パイロット圧ゲイン演算部32hと、掘削パイロット圧ゲイン演算部32iと、最小値選択部32jと、エンジン回転特性ゲイン変換部32kとを有している。
走行パイロット圧ゲイン演算部32hは、走行パイロット圧センサ25からの信号(走行パイロット圧)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、そのときの信号が示す走行パイロット圧に対応するエンジン回転特性ゲインを演算する。メモリのテーブルには、走行パイロット圧が0のときはゲインも0であり、走行パイロット圧が増大するにしたがってゲインが増大するように両者の関係が設定されている。走行パイロット圧が最大付近に達したときのゲインは最大の例えば「3」である。
掘削パイロット圧ゲイン演算部32iは、掘削パイロット圧センサ45からの信号(掘削パイロット圧)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、そのときの信号が示す走行パイロット圧に対応するエンジン回転特性ゲインを演算する。メモリのテーブルには、掘削パイロット圧が増大するにしたがってゲインが減少し、掘削パイロット圧が最大付近に達するとゲインが0になるように両者の関係が設定されている。掘削パイロット圧が0付近にあるときののゲインは例えば「3」である。
最小値選択部32jは、走行パイロット圧ゲイン演算部32hで演算したゲインと掘削パイロット圧ゲイン演算部32iで演算したゲインの小さい方を選択し、エンジン回転特性ゲイン変換部32kに出力する。
エンジン回転特性ゲイン変換部32kは、図10に示した第2の実施の形態のものと同じであり、最小値選択部32jで選択したゲインを、エンジン回転制御コントローラ22のアイソクロナス制御部36とドループ制御部37(図3)で使用可能なエンジン回転特性ゲインに変換する。図示の例では、図10に示した第2の実施の形態の場合と同様、エンジン回転特性ゲインとして「0」、「1」、「2」、「3」の4つのゲインが設定されている。ゲイン「0」はアイソクロナス制御用であり、ゲイン「1」、「2」、「3」はドループ制御用である。
エンジン制御コントローラ22Aのドループ制御部37は第2の実施の形態のものと同様の機能を有し、ゲイン「1」、「2」、「3」に対応して図11に示したように燃料噴射特性(エンジン回転数(実回転数)と目標燃料噴射量の関係)を設定したテーブルを用いて目標燃料噴射量を演算し、図12に示したようにドループ特性の傾きを変える機能を有している。
以上において、エンジン回転指示コントローラ21A、エンジン制御コントローラ22Aは、オペレータの指示に基づいて目標回転数を設定し、この目標回転数に基づいて燃料噴射量を制御し、エンジン1の回転数を制御するエンジン制御手段を構成し、エンジン回転指示コントローラ21Aのエンジン回転特性演算部32と、エンジン制御コントローラ22Aの切換制御部35、アイソクロナス制御部36、ドループ制御部37(図3)は、走行検出手段(走行パイロット圧センサ25)の検出結果に基づいて車体の非走行時かどうかを判断し、車体の非走行時はエンジン回転特性がアイソクロナス特性となり、車体の走行時はエンジン回転特性がドループ特性となるように、燃料噴射量の制御特性を切り換える制御特性切換手段を構成する。
掘削パイロット圧センサ45は、作業装置(フロント作業機103及び旋回フレーム109)による作業を検出する作業検出手段を構成し、エンジン回転指示コントローラ21Aのエンジン回転特性演算部32における走行パイロット圧ゲイン演算部32h、掘削パイロット圧ゲイン演算部32i、最小値選択部32j、エンジン回転特性ゲイン変換部32k、エンジン回転制御コントローラ22Aの図11に示したテーブルを有するドループ制御部37は、走行検出手段と作業検出手段の検出結果に基づいて車体の走行と作業装置による作業を同時に行う複合動作時かどうかを判断し、複合動作時は、走行と作業の複合度合いに応じてドループ特性の傾きが変化するように燃料噴射特性を可変的に制御する手段を構成する。
また、エンジン回転指示コントローラ21Aは、オペレータの指示に基づいて目標回転数を設定する第1エンジン制御手段を構成し、エンジン回転制御コントローラ22Aは、前記目標回転数に基づいて燃料噴射量を制御し、エンジン1の回転数を制御する第2エンジン制御手段を構成する。エンジン回転指示コントローラ21Aのエンジン回転特性演算部32は、前記走行検出手段(走行パイロット圧センサ25)の検出結果に基づいて車体の非走行時かどうかを判断し、車体の非走行時は、前記第2エンジン制御手段に対してエンジン回転特性としてアイソクロナス特性を指示し、車体の走行時は、前記第2エンジン制御手段に対してエンジン回転特性としてドループ特性を指示するエンジン特性指示手段を構成し、エンジン制御コントローラ22Aの切換制御部35、アイソクロナス制御部36、ドループ制御部37(図3)は、前記第1エンジン制御手段の指示に応じてエンジン回転特性がアイソクロナス特性かドループ特性のいずれかになるように、燃料噴射量の制御特性を切り換える制御特性切換手段を構成する。
エンジン回転指示コントローラ21Aのエンジン回転特性演算部32における走行パイロット圧ゲイン演算部32h、掘削パイロット圧ゲイン演算部32i、最小値選択部32j、エンジン回転特性ゲイン変換部32kは、走行検出手段と作業検出手段の検出結果に基づいて車体の走行と作業装置による作業を同時に行う複合動作時かどうかを判断し、上記第2エンジン制御手段(エンジン回転制御コントローラ22A)に対してエンジン回転特性としてドループ特性を指示するとき、複合動作時は、その走行と作業の複合度合いに応じてドループ特性の傾きが変わるよう指示する手段を更に構成し、エンジン回転制御コントローラ22Aの図11に示したテーブルを有するドループ制御部37は、エンジン回転特性をドループ特性とするよう制御特性を切り換えるとき、上記第1エンジン制御手段(エンジン回転指示コントローラ21A)の指示に応じてドループ特性の傾きが変化するように燃料噴射特性を可変的に制御する手段を構成する。
以上のように構成した本実施の形態においては、操作レバー13のみを操作して行う掘削・旋回の単独作業では、掘削パイロット圧センサ45が掘削パイロット圧を検出し、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32では、走行パイロット圧ゲイン演算部32hにおいて「0」のエンジン回転特性ゲインが演算され、掘削パイロット圧ゲイン演算部32iにおいて最大以下のエンジン回転特性ゲインが演算されるため、最小値選択部32jでは「0」のエンジン回転特性ゲインが選択され、エンジン回転特性ゲイン変換部32kでは「0」のエンジン回転特性ゲインを設定する。
エンジン回転制御コントローラ22Aでは、エンジン回転特性ゲインが「0」であるため、アイソクロナス制御部36(図3)において、そのときの目標回転数に基づいて図6に示すアルゴリズムにより目標燃料噴射量が算出され、燃料噴射量が制御される。これにより燃料制御領域が図12の直線41−1aで示すアイソクロナス特性となるように制御される。
操作レバー14のみを操作して行う走行単独の動作では、走行パイロット圧センサ25が走行パイロット圧を検出し、エンジン回転指示コントローラ21のエンジン回転特性演算部32では、走行パイロット圧ゲイン演算部32hにおいて「0」以上のエンジン回転特性ゲインが演算され、掘削パイロット圧ゲイン演算部32iにおいて最大のエンジン回転特性ゲインが演算されるため、最小値選択部32jでは最大のエンジン回転特性ゲインが選択され、エンジン回転特性ゲイン変換部32kでは「3」のエンジン回転特性ゲインを設定する。
エンジン回転制御コントローラ22Aでは、エンジン回転特性ゲインが「3」であるため、ドループ制御部37(図3)において、そのときの目標回転数が2200rpmである場合は図11の直線45−1で示される燃料噴射特性により目標燃料噴射量が算出され、燃料噴射量が制御される。これによりドループ特性の傾きは図12の直線41−2aで示すように最大となり、燃料制御領域が最大勾配のドループ特性となるように制御される。
一方、操作レバー装置13,14を同時に操作して行う走行と掘削・旋回の複合時は、走行パイロット圧センサ25が走行パイロット圧を検出し、掘削パイロット圧センサ45が掘削パイロット圧を検出し、エンジン回転指示コントローラ21では、エンジン回転特性演算部32の走行パイロット圧ゲイン演算部32hと掘削パイロット圧ゲイン演算部32iのそれぞれにおいて、走行パイロット圧と掘削パイロット圧に応じたエンジン回転特性ゲインが演算され、最小値選択部32jでそのうちの小さい方が選択され、エンジン回転特性ゲイン変換部32kで、その選択したゲインに応じた「1」、「2」のいずれかのエンジン回転特性ゲインに変換される。つまり、走行と掘削・旋回の複合度合いに応じたエンジン回転特性ゲインが設定される。
エンジン回転制御コントローラ22Aでは、ドループ制御部37(図3)において、上記のように、そのときの目標回転数とエンジン回転特性ゲインに応じた燃料噴射特性により目標燃料噴射量が演算され、燃料噴射量が制御される。これにより走行と掘削・旋回の複合度合いに応じてドループ特性の傾きは図12の直線41−3a、41−4aに示すように変化する。つまり、掘削・旋回より走行の複合度合いが大きい場合(操作レバー装置13の操作量より操作レバー装置14の操作量の方が大きい場合)は、走行単独の直線41−2aより傾きの小さい直線41−3aのドループ特性となり、走行より掘削・旋回の複合度合いが大きい場合(操作レバー装置14の操作量より操作レバー装置13の操作量の方が大きい場合)は、直線41−3aより更に傾きの小さい直線41−4aのドループ特性となる。
第1の実施の形態においては、走行パイロット圧の有無で走行時(走行パイロット圧有り)をドループ特性とし、非走行時(走行パイロット圧なし)をアイソクロナス特性としたため、走行と掘削・旋回の複合時は、走行パイロット圧有りであるため、ドループ特性となり、掘削・旋回フィーリングが悪くなる可能性がある。
本実施の形態によれば、走行と掘削・旋回の複合動作時には、その複合度合いによってドループ特性の傾きが変わり、作業状況に対応した最適なエンジン制御特性が得られる。
なお、上記実施の形態では、走行パイロット圧と掘削パイロット圧のそれぞれに対応するゲインを演算し、その最小値を選択することで走行と掘削・旋回の複合度合いに応じたゲインを設定したが、それ以外の方法で走行と掘削・旋回の複合度合いに応じたゲインを求めてもよい。例えば、走行パイロット圧と掘削パイロット圧の比を求め、この比に応じたゲインを演算することで、走行と掘削・旋回の複合度合いに応じたゲインを求めてもよい。また、走行と掘削・旋回の複合時は走行速度が遅めになることに着目し、走行速度を求め、この走行速度からゲインを演算してもよい。更に、走行パイロット圧と掘削パイロット圧の比と走行速度を組み合わせて走行と掘削・旋回の複合度合いに応じたゲインを求めてもよい
本発明の第4の実施の形態を図15〜図18を用いて説明する。図15及び図16中、図13、図14に示した部分と同等のものには同じ符号を付し、図17及び図18中、図8及び図9に示した部分と同等のものには同じ符号を付している。本実施の形態のエンジン制御装置における油圧システムを含めた全体構成は図13に示した第3の実施の形態と同じであり、制御システムの構成は図3に示した第1の実施の形態と同等である。本実施の形態は、走行と掘削・旋回の複合時のドループ特性の傾きをオペレータの好みや作業の種類に応じて変えることができるようにしたものである。
図15は、本実施の形態に係わるエンジン制御装置のシステム構成を示す図である。本実施の形態に係わるエンジン制御装置はエンジン回転指示コントローラ21Bとエンジン回転制御コントローラ22Bとを有し、エンジン回転指示コントローラ21Bにはドループ傾き調整装置としての外部設定端末51が接続されている。外部設定端末51はテンキー51aと表示画面51bを持つ入力装置であり、テンキー51aを押すことで対応する信号がエンジン回転指示コントローラ21Bに入力される。
第1の実施の形態と同様、エンジン回転指示コントローラ21Bは、目標回転数演算部31と、エンジン回転特性演算部32と、通信出力部33とを有し、エンジン回転制御コントローラ22Bは、通信入力部34と、切換制御部35と、アイソクロナス制御部36と、ドループ制御部37と、出力部38とを有し(図3)、通信出力部33と通信入力部34は通信線39を介して接続されている。ただし、エンジン回転指示コントローラ21Bのエンジン回転特性演算部32の機能とエンジン回転制御コントローラ22Bのドループ制御部37の機能が第1の実施の形態と異なっている。その相違点は次のようである。
図16は、エンジン回転特性指示コントローラ21Bにおけるエンジン回転特性演算部32の機能の詳細を示す図である。エンジン回転特性演算部32は、図14に示した第3の実施の形態の構成に対してゲイン調整比設定部32mと乗算部32nとを更に備えている。また、エンジン回転特性ゲイン変換部32kに代えてエンジン回転特性ゲイン変換部32pを備えている。
ゲイン調整比設定部32mは、外部設定端末51から入力されたテンキー信号に応じて0〜1のゲイン調整比を設定し、乗算部32nは、そのゲイン調整比を走行パイロット圧ゲイン演算部32hで演算されたゲインに乗じ、その乗算値を最小値選択部32jに出力する。最小値選択部32jは、乗算部32nの乗算値と掘削パイロット圧ゲイン演算部32iで演算したゲインの小さい方を選択し、エンジン回転特性ゲイン変換部32pに出力する。
エンジン回転特性ゲイン変換部32pは、最小値選択部32jで選択したゲインを、エンジン回転制御コントローラ22Aのアイソクロナス制御部36とドループ制御部37(図3)で使用可能なエンジン回転特性ゲインに変換する。図示の例では、エンジン回転特性ゲインとして「0」、「0.5」、「1」、「1.5」、「2」、「2.5」、「3」の7つのゲインが設定されている。ゲイン「0」はアイソクロナス制御用であり、ゲイン「0.5」、「1」、「1.5」、「2」、「2.5」、「3」はドループ制御用である。
エンジン制御コントローラ22Bのドループ制御部37は、ゲイン「0.5」、「1」、「1.5」、「2」、「2.5」、「3」に対応してドループ特性の傾きを変える機能を有している。
図17は、目標回転数が1600rpmである場合にドループ制御部37(図3)で演算に使用するテーブルの燃料噴射特性(エンジン回転数(実回転数)と目標燃料噴射量の関係)を示す図である。図中、横軸はエンジン回転数(実回転数)であり、縦軸は目標燃料噴射量である。エンジン回転制御コントローラ22Bのメモリには、エンジン回転指示コントローラ21Bから送られてくる目標回転数毎(例えば1600rpm、1800rpm、2000rpm、2200rpm毎)に、異なるエンジン回転特性ゲイン毎の燃料噴射特性を設定したテーブルが記憶されており、ドループ制御部37(図3)は、そのときの目標回転数に対応するテーブルを選択し、このテーブルにエンジン回転指示コントローラ21から送られてくるエンジン回転特性ゲインを参照して対応する燃料噴射特性を選択し、この燃料噴射特性にそのときの実回転数を参照して目標燃料噴射量を算出する。
図17において、直線45−1d,45−2d,45−3dは、それぞれ、エンジン回転特性ゲインが「3」、「2」、「1」の場合の燃料噴射特性であり、それらの直線とアイソクロナス特性の直線との間の3本の直線がエンジン回転特性ゲインが「2.5」、「1.5」、「0.5」の場合の燃料噴射特性である。目標回転数が1600rpmである場合、エンジン回転特性ゲインが「3」のときは、直線45−1dに示すよう、実回転数が目標回転数の1600rpmより大きい例えば1800rpmで目標燃料噴射量が最小(MIN)であり、実回転数がそれより低下するに従い目標燃料噴射量が増大し、実回転数が目標回転数の1600rpmまで低下すると、目標燃料噴射量が最大(MAX)となるように実回転数と目標燃料噴射量の関係が設定されている。エンジン回転特性ゲインが「2」のときは、直線45−2dに示すよう、実回転数が目標回転数の1600rpmより大きい例えば1730rpmで目標燃料噴射量は最小(MIN)であり、エンジン回転特性ゲインが「1」のときは、直線45−1dに示すよう、実回転数が目標回転数の1600rpmより大きい例えば1660rpmで目標燃料噴射量は最小(MIN)であり、それぞれ、実回転数がそれより低下するに従い目標燃料噴射量が増大し、実回転数が目標回転数の1600rpmまで低下すると、目標燃料噴射量が最大(MAX)となるように実回転数と目標燃料噴射量の関係が設定されている。エンジン回転特性ゲインが「2.5」、「1.5」、「0.5」の場合もそれぞれ同様に、目標燃料噴射量が最小となる実回転数が順次小さくなるように燃料噴射特性が設定されている。目標回転数2200rpm、2000rpm、1800rpmのテーブルにも目標回転数1600rpmのテーブルと同様に、エンジン回転特性ゲイン毎の燃料噴射特性が設定されている。
図18は、目標回転数が1600rpmである場合にエンジン回転特性ゲインが「3」、「2.5」、「2」、「1.5」、「1」、「0.5」と変わるときのエンジン1の出力トルク特性におけるドループ特性の変化を示す図である。
図18において、直線41−2d〜41−4d及びそれらの間の直線及びアイソクロナス特性の直線41−1d(傾斜0)との間の直線は、それぞれ、エンジン回転特性ゲインが「3」、「2.5」、「2」、「1.5」、「1」、「0.5」のときのドループ特性を示しており、それぞれ、傾きが徐々に減少している。
以上において、外部設定端末51は、ドループ特性の傾きを調整するための外部信号を入力する操作手段を構成し、エンジン回転指示コントローラ21Bのエンジン回転特性演算部32における走行パイロット圧ゲイン演算部32h、掘削パイロット圧ゲイン演算部32i、最小値選択部32j、ゲイン調整比設定部32m、乗算部32n、最小値選択部32j、エンジン回転特性ゲイン変換部32p、エンジン回転制御コントローラ22の図17に示したテーブルを有するドループ制御部37は、走行検出手段(走行パイロット圧センサ25)と作業検出手段(掘削パイロット圧センサ)の検出結果に基づいて車体の走行と作業装置による作業を同時に行う複合動作時かどうかを判断し、複合動作時は、走行と作業の複合度合いと外部信号に応じてドループ特性の傾きが変化するように燃料噴射特性を可変的に制御する手段を構成する。
また、エンジン回転指示コントローラ21Bのエンジン回転特性演算部32における走行パイロット圧ゲイン演算部32h、掘削パイロット圧ゲイン演算部32i、最小値選択部32j、ゲイン調整比設定部32m、乗算部32n、最小値選択部32j、エンジン回転特性ゲイン変換部32pは、走行検出手段と作業検出手段の検出結果に基づいて車体の走行と作業装置による作業を同時に行う複合動作時かどうかを判断し、上記第2エンジン制御手段(エンジン回転制御コントローラ22B)に対してエンジン回転特性としてドループ特性を指示するとき、複合動作時は、その走行と作業の複合度合いと外部信号に応じてドループ特性の傾きが変わるよう指示する手段を構成し、エンジン回転制御コントローラ22Bの図17に示したテーブルを有するドループ制御部37は、エンジン回転特性をドループ特性とするよう制御特性を切り換えるとき、第1エンジン制御手段(エンジン回転指示コントローラ21B)の指示に応じてドループ特性の傾きが変化するように燃料噴射特性を可変的に制御する手段を構成する。
以上のように構成した本実施の形態においては、オペレータが外部設定端末51のテンキー51aを操作して、ゲイン調整比設定部32mに設定されるゲイン調整比を0〜1の間で順次小さくすることにより、走行の単独動作時或いは走行と掘削・旋回の複合時、乗算部32nで得られる走行パイロット圧ゲイン演算部32hで演算されたゲインとの乗算値はゲイン調整比に応じて小さくなり、最小値選択部32jでそのゲインが選択される場合は、その選択されたゲインも同様に小さくなり、エンジン回転特性ゲイン変換部32pで換算されるゲインもそれに応じて小さくなる。これによりドループ制御部37の燃料噴射特性の傾きは図17矢印Cに示すように徐々に小さくなり、ドループ特性の傾きも、図18の矢印Dに示すように徐々に小さくなる。このように本実施の形態においては、オペレータが外部設定端末51のテンキー51aを操作することでドループ特性の傾きを変えることができる。
第1の実施の形態では、走行の単独動作時、ドループ特性の傾きは固定である。また、第3の実施の形態では、走行と掘削・旋回の複合度合いによってドループ特性の傾きを変え、掘削・旋回フィーリングを改善したが、ドループ特性(傾き)が作業の種類やオペレータの好みとマッチせず、作業フィーリングが悪いと感じる場合がある。
本実施の形態によれば、走行の単独動作時或いは走行と掘削・旋回の複合動作時に、作業現場や作業の種類、或いはオペレータの好みに応じて最適なドループ特性の傾きを設定することができ、作業効率を向上させ、かつオペレータの操作疲労を軽減することができる。
図19及び図20は上記第4の実施の形態の変形例を示す図である。この変形例では、ドループ傾き調整装置としてテンキー型の外部設定端末51に代え、ダイヤル式の調整スイッチ52を設けている。エンジン回転特性指示コントローラ21Cにおけるエンジン回転特性演算部32は、図16のゲイン調整比設定部32mに代え、ゲイン調整比演算部32qを有している。ゲイン調整比演算部32qは、調整スイッチ52からの調整ダイヤル電圧信号に応じて0〜1のゲイン調整比を演算し、そのゲイン調整比を乗算部32nにおいて走行パイロット圧ゲイン演算部32hで演算されたゲインに乗じる。それ以外の処理は、第4の実施の形態と同じである。
本実施の形態においても、第4の実施の形態と同様の効果が得られる。
以上において、本発明の幾つかの実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、走行検出手段、掘削検出手段としてパイロット圧センサを用いたが、操作レバー装置の動きを検出するセンサを用いてもよいし、コントロールバルブの動きを検出するセンサを用いてもよい。操作レバー装置が電気ればである場合は、コントローラに入力した操作信号電圧を検出してもよい。
また、上記の実施の形態では、エンジン回転指示コントローラとエンジン回転制御コントローラの2つのコントローラを用いたが、これらを統合して1つのコントローラとしてもよいことも勿論である。
更に、上記の実施の形態では、エンジン回転特性をアイソクロナス特性とドループ特性との間で切り換えたり、ドループ特性の傾きを変更するのにエンジン回転特性ゲインを用い、このエンジン回転特性ゲインに応じて燃料噴射量の制御特性を切り換えたり、燃料噴射特性を選択したが、エンジン回転特性ゲインに代え、燃料制御領域のエンジン回転特性を含むエンジン出力トルク特性を特定する複数の点(例えば6点)の座標値を用い、この複数点の座標値でエンジン回転特性を指示してもよい。