JP4947655B2

JP4947655B2 - エンジンのアクセル値制御方法およびその装置

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Publication number: JP4947655B2
Application number: JP2007268981A
Authority: JP
Inventors: 秀樹中嶌; 隆行佐々木
Original assignee: キャタピラーエスエーアールエル
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2027-10-16
Also published as: JP2008232137A

Description

本発明は、エンジン回転速度を複数段階のアクセルポジションで設定できるエンジンのアクセル値制御方法およびその装置に関する。

図４は、アクセルポジション設定器により複数段階のアクセルポジションで設定される、無負荷時のエンジン回転速度（以下、回転速度を「回転数」という）が異なる複数のエンジン回転数−出力特性のドループカーブを示し、図４に複数の直線部分で示されるように、ガバナにより制御可能なエンジン特性としては、パワー増加に応じてエンジン回転数が減少するプラスドループ特性が一般的である。実作業時には負荷が変動するので、矢印のようにドループカーブに沿ってエンジン回転数は変化する。このドループカーブは、アクセルダイヤルから入力される目標回転数に応じた複数のものが設定されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３７６５３１７号公報（第５頁、図５）

このエンジン回転数−出力特性のドループカーブでは、低負荷時にエンジン回転数が高くなるので、高燃費かつ高騒音であり、また、高負荷時にエンジン回転数が低くなる。これは作業機械などの機体に望まれる特性とは異なる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、低負荷時には低燃費かつ低騒音で、高負荷時には高出力の各特性を両立するエンジンのアクセル値制御方法およびその装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御方法において、コントローラにより、アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、負荷が低負荷域である場合は、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御するエンジンのアクセル値制御方法である。

請求項２に記載された発明は、作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御方法において、コントローラにより、アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定し、エンジンにより駆動されるポンプから吐出され流体圧アクチュエータに供給される作動流体を制御するコントロール弁を操作する操作器からの入力の有無を判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、操作器入力無しの場合および負荷が低負荷域である場合のいずれか一方では、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、操作器入力有りであって、かつ負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御するエンジンのアクセル値制御方法である。

請求項３に記載された発明は、作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御装置において、エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定する判定信号を出力する負荷域判定信号出力手段と、アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、負荷域判定信号出力手段から出力された判定信号によりエンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、負荷が低負荷域である場合は、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御するコントローラとを具備したエンジンのアクセル値制御装置である。

請求項４に記載された発明は、作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御装置において、エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定する判定信号を出力する負荷域判定信号出力手段と、エンジンにより駆動されるポンプから吐出され流体圧アクチュエータに供給される作動流体を制御するコントロール弁と、コントロール弁を操作する操作器と、アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、負荷域判定信号出力手段から出力された判定信号によりエンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定し、コントロール弁を操作する操作器からの入力の有無を判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、操作器入力無しの場合および負荷が低負荷域である場合のいずれか一方では、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、操作器入力有りであって、かつ負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御するコントローラとを具備したエンジンのアクセル値制御装置である。

請求項５に記載された発明は、請求項３または４記載のエンジンのアクセル値制御装置における負荷域判定信号出力手段が、エンジンにより駆動されるポンプから吐出される作動流体のポンプ吐出圧を検出する圧力センサを備え、コントローラは、低負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上の場合に、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定し、高負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジンの負荷が低負荷域に移ったと判定するものである。

請求項６に記載された発明は、請求項３または４記載のエンジンのアクセル値制御装置における負荷域判定信号出力手段が、エンジンにより駆動されるポンプから吐出される作動流体のポンプ吐出圧を検出する圧力センサと、エンジン回転速度を検出する速度センサとを備え、コントローラは、低負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上であって、速度センサで検出されたエンジン回転速度またはその移動平均が高負荷域移行用の速度閾値以下の場合に、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定し、高負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジンの負荷が低負荷域に移ったと判定するものである。

請求項７に記載された発明は、請求項６記載のエンジンのアクセル値制御装置において、エンジン回転速度またはその移動平均の高負荷域移行用の速度閾値を、負荷の投入速度が速い場合と遅い場合とで一致するエンジン回転速度より高く設定し、コントローラは、速度センサで検出されたエンジン回転速度またはその移動平均が上記速度閾値以下にある状態が、任意に設定された時間継続した場合は、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定するものである。

請求項１に記載された発明によれば、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高くても、エンジンの負荷が低負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションより低い基準アクセルポジションに設定するので、低負荷時には低燃費かつ低騒音でのエンジン制御特性を実現でき、また、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、エンジンの負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を基準アクセルポジションより高い設定アクセルポジションに制御するので、高負荷時には高出力のエンジン制御特性を実現できる。

請求項２に記載された発明によれば、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高くても、操作器からの入力が無いか、エンジンの負荷が低負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションより低い基準アクセルポジションに設定するので、流体圧アクチュエータの非操作時や低負荷時には低燃費かつ低騒音でのエンジン制御特性を実現でき、また、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、操作器入力有り、かつエンジンの負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を基準アクセルポジションより高い設定アクセルポジションに制御するので、操作器によりコントロール弁を介して流体圧アクチュエータを操作し、かつ高負荷のときは、高出力のエンジン制御特性を実現できる。

請求項３に記載された発明によれば、アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高くても、負荷域判定信号出力手段から出力された判定信号に基づきエンジンの負荷が低負荷域であると判定したコントローラは、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションより低い基準アクセルポジションに設定するので、低負荷時には低燃費かつ低騒音でのエンジン制御特性を実現でき、また、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、エンジンの負荷が高負荷域であると判定したコントローラは、エンジンのアクセル値を基準アクセルポジションより高い設定アクセルポジションに制御するので、高負荷時には高出力のエンジン制御特性を実現できる。さらに、基準アクセルポジションと設定アクセルポジションとを選択する制御であるので、制御系をシンプルに構成できる。

請求項４に記載された発明によれば、アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高くても、操作器からの入力が無いか、負荷域判定信号出力手段から出力された判定信号に基づきエンジンの負荷が低負荷域であると判定したコントローラは、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションより低い基準アクセルポジションに設定するので、流体圧アクチュエータの非操作時や低負荷時には低燃費かつ低騒音でのエンジン制御特性を実現でき、また、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、操作器入力有り、かつエンジンの負荷が高負荷域であると判定したコントローラは、エンジンのアクセル値を基準アクセルポジションより高い設定アクセルポジションに制御するので、操作器によりコントロール弁を介して流体圧アクチュエータを操作し、かつ高負荷のときは、高出力のエンジン制御特性を実現できる。さらに、基準アクセルポジションと設定アクセルポジションとを選択する制御であるので、制御系をシンプルに構成できる。

請求項５に記載された発明によれば、低負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上の場合に、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定し、高負荷域と判定されているときは、上記ポンプ吐出圧またはその移動平均が低負荷域移行用の閾値以下の状態が設定時間継続した場合に、エンジンの負荷が低負荷域に移ったと判定することで、コントローラによる負荷の高低域移行判定を容易にできる。

請求項６に記載された発明によれば、低負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上であって、速度センサで検出されたエンジン回転速度またはその移動平均が高負荷域移行用の速度閾値以下の場合に、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定し、高負荷域と判定されているときは、上記ポンプ吐出圧またはその移動平均が低負荷域移行用の閾値以下の状態が設定時間継続した場合に、エンジンの負荷が低負荷域に移ったと判定することで、コントローラによる負荷の高低域移行判定を確実にできる。

請求項７に記載された発明によれば、エンジン回転速度またはその移動平均の高負荷域移行用の速度閾値を、負荷の投入速度が速い場合と遅い場合とで一致するエンジン回転速度より高く設定し、コントローラは、この速度閾値以下の状態が設定時間継続した場合は、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定するので、負荷が急激に増加して重負荷に移行した場合でも穏やかに増加して重負荷に移行した場合でも、すなわちエンジン回転速度が急激に変化した場合でも緩やかに変化した場合でも、的確に負荷が重いと判定することができる。

以下、本発明を、図１乃至図３に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図１は、エンジンのアクセル値制御装置の概要を示し、作業機械としての油圧ショベル11には、作動流体としての作動油のタンク12、エンジン13、このエンジン13により駆動される複数のポンプ14（ドライブポンプ14aおよびアイドルポンプ14b）、これらのポンプ14から吐出されて流体圧アクチュエータとしての油圧モータHmおよび油圧シリンダHcに供給される作動油を制御するコントロール弁15などが搭載されている。

エンジン13には、電子ガバナ、または制御モータにより電気的に制御可能なメカニカルガバナなどの速度制御用のガバナ16が設けられ、このガバナ16には、燃料噴射制御用のエンジンコントローラ17eが接続され、このエンジンコントローラ17eにはエンジン回転速度（以下、回転速度を「回転数」という）の指令値を演算するための機体コントローラ17mが接続されている。エンジンコントローラ17eと機体コントローラ17mとによりコントローラ17が構成されている。

エンジン13には、燃料噴射制御用にエンジン回転数を検出する速度センサ21と、エンジン回転数指令値演算用にエンジン回転数を検出する速度センサ22とが設置され、これらの速度センサ21，22が、エンジンコントローラ17eと機体コントローラ17mとに接続されている。

機体コントローラ17mには、コントロール弁15にパイロット圧操作信号を入力する操作器としての操作レバー23が、パイロット圧操作信号を電気信号に変換する圧力スイッチ24を介して接続され、さらに、無負荷時のエンジン回転数が異なる複数のエンジン回転数−出力特性のドループカーブを複数段階のアクセルポジションで設定するアクセルポジション設定器としてのアクセルダイヤル25が接続され、さらに、複数のポンプ14から吐出された作動油のポンプ吐出圧をそれぞれ検出する複数の圧力センサ26，27が接続されている。

少なくとも、これらの圧力センサ26，27は、エンジン13の負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定する判定信号を出力する負荷域判定信号出力手段28を構成している。この場合、コントローラ17、特に機体コントローラ17mは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が所定の閾値以上の場合は、エンジン13の負荷が高負荷域にあると判定する。移動平均は、過去直近の所定個数の実測値の総和を個数で割った平均値であり、実測値の微細な凹凸波形を平滑化したものである。

また、上記の負荷域判定信号出力手段28として、圧力センサ26，27に加えて、エンジン回転数を検出する速度センサ22を備えている場合もある。この場合、機体コントローラ17mは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が所定の閾値以上であって、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が所定の速度閾値以下の場合は、エンジン13の負荷が高負荷域にあると判定する。

このとき、図５に示されるように、機体コントローラ17mに、エンジン回転数またはその移動平均の速度閾値を設定する際に、負荷の投入速度が速い場合と遅い場合とで一致するエンジン回転数より低い速度閾値Ａと高い速度閾値Ｂとを設定し、機体コントローラ17mは、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が速度閾値Ａ以下になる状態から、エンジン13の負荷が急速に増加して高負荷域に入ったことを判定でき、また、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が速度閾値Ｂ以下になる状態から、エンジン13の負荷が緩やかに増加して高負荷域に入ったことも判定できる。

図５に示されるように、同じ量の負荷が投入される場合でも、負荷の投入速度が速い場合には、エンジン回転数の変動量は大きくなり、一方、投入速度が遅い場合には、エンジン回転数の変動量は小さくなることがエンジンの特性として一般的である。

そのため、負荷投入速度が速い場合に合わせて、エンジン回転数の負荷判定の速度閾値Ａを設定すると、投入速度が遅い場合には、同量の負荷が投入されていても、負荷が軽いと判定される場合がある。

そこで、負荷判定の基準を、速度閾値Ａとするよりも、負荷の投入速度が速い場合と遅い場合とで一致するエンジン回転数より高い速度閾値Ｂとするとともに、この速度閾値Ｂ以下の状態が継続する時間を設定することが望ましい。以下、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が速度閾値以下の場合とは、この速度閾値Ｂ以下の状態が任意に設定された時間継続する場合を意味する。

コントローラ17は、アクセルダイヤル25で設定された設定アクセルポジションを検出し、負荷域判定信号出力手段28から出力された判定信号に基づき、エンジン13の負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より高くても、負荷が低負荷域である場合は、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）に制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジション（８０％）より高く、負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御する機能を備えている。

また、コントローラ17は、アクセルダイヤル25で設定された設定アクセルポジションを検出し、負荷域判定信号出力手段28から出力された判定信号に基づき、エンジン13の負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定し、コントロール弁15を操作する操作レバー23からの入力の有無を判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より高くても、操作レバー入力無しの場合および負荷が低負荷域である場合のいずれか一方では、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）に制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジション（８０％）より高く、操作レバー入力有りであって、かつ負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御する機能を備えている。

次に、図３に基づき、図１に示された実施の形態の制御方法を説明する。

アクセルダイヤル25により設定された設定アクセルポジションＸ（ここでは仮にＸ＝１００％）が、低負荷時のアクセル位置として設定した基準アクセルポジションＡ（ここでは仮にＡ＝８０％)より高い場合に、次の方法によりエンジンのアクセル値を切替制御する。

(1)エンジンスタート時は、エンジンのアクセル値を８０％に自動設定し、低燃費かつ低騒音で稼働させる。

(2)負荷が高い状態になった場合は、エンジンのアクセル値を１００％に自動設定し、高出力を得る。

(3)上記の(2)の状態から負荷が低い状態になった場合は、再びエンジンのアクセル値を８０％に自動設定する。

ここで、負荷の高低は、負荷域判定信号出力手段28から出力された判定信号に基づきコントローラ17が判定し、(a)ポンプ吐出圧（ポンプ14がドライブポンプ14aおよびアイドルポンプ14bのように複数ある場合は、これらのポンプ14の平均圧または最大値）、または、それらのポンプ吐出圧の移動平均と、(b)エンジン回転数またはエンジン回転数の移動平均との組合わせにより、負荷の高低を判定する。

例えば、圧力センサ26，27で検出されたポンプ14の平均圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上の場合は、高負荷域であると判定する。あるいは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ14の平均圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上であって、かつ速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が、図５に示される高負荷域移行用の速度閾値ＡまたはＢ以下の場合は、共に高負荷域であると判定する。速度閾値Ａ以下の場合は負荷が急速に変化する場合に限られるが、速度閾値Ｂ以下の場合は、負荷が急速に変化する場合だけでなく、負荷が緩やかに変化する場合も高負荷域であると判定する。

さらに、圧力センサ26，27で検出されたポンプ14の平均圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合は、エンジン13の負荷が低負荷域であると判定する。あるいは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ14の平均圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジン13の負荷が低負荷域であると判定する。

次に、本発明に係るエンジンのアクセル値制御方法の一制御例を、図２に示されたフローチャート、および図３に示された特性図を参照して説明する。

（ステップS1）
コントローラ17は、アクセルダイヤル25で設定された設定アクセルポジション（アクセルダイヤルポジション）を検出する。

（ステップS2）
コントローラ17は、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より高いか否かを判定する。

（ステップS3）
コントローラ17は、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より低い場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジション（アクセルダイヤルポジション）に応じたアクセル値（例えば６０％など）に制御する。

（ステップS4）
コントローラ17は、アクセルダイヤル25で設定された設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より高い場合（例えば１００％）は、実際に用いるエンジンのアクセル値を、先ず図３に示されるように基準アクセルポジション（８０％）に制御する。

（ステップS5）
コントローラ17は、負荷域判定信号出力手段28の圧力センサ26，27で検出されたドライブポンプ14aおよびアイドルポンプ14bのポンプ吐出圧（平均圧または最大値）、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはエンジン回転数の移動平均などを演算して、エンジン13の負荷状態を算出する。

（ステップS6）
コントローラ17は、エンジン13の負荷が低負荷域から高負荷域に移ったか否かを判定する。例えば、低負荷域と判定されているときは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上の場合に、エンジン13の負荷が高負荷域に移ったと判定する。あるいは、低負荷域と判定されているときは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上であって、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が高負荷域移行用の速度閾値以下の場合に、エンジン13の負荷が高負荷域に移ったと判定する。

負荷が低負荷域のままである場合（ステップS6でNOの場合）は、ステップS4に戻り、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）に維持する。

（ステップS7）
負荷が高負荷域に移った場合（ステップS6でYESの場合）は、コントローラ17は、エンジンのアクセル値を、図３に示されるように設定アクセルポジション（アクセルダイヤルポジション１００％）に応じたアクセル値に制御する。

（ステップS8）
コントローラ17は、圧力センサ26，27で検出されたドライブポンプ14aおよびアイドルポンプ14bのポンプ吐出圧（平均圧または最大値）、速度センサ22で検出されたエンジン回転数またはエンジン回転数の移動平均を演算して、エンジン13の負荷状態を算出する。同時に、コントロール弁15をパイロット操作する操作レバー23からの入力状況を処理する。

（ステップS9）
コントローラ17は、コントロール弁15を操作する操作レバー23からの入力の有無を判定し、操作レバー入力無しの場合は、ステップS4に戻り、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）に制御し、操作レバー入力有りの場合は、ステップS10に進む。

（ステップS10）
コントローラ17は、負荷域判定信号出力手段28から出力された判定信号に基づき、エンジン13の負荷が高負荷域から低負荷域に移ったか否かを判定する。例えば、高負荷域と判定されているときは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジン13の負荷が低負荷域に移ったと判定する。あるいは、高負荷域と判定されているときは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジン13の負荷が低負荷域に移ったと判定する。

負荷が低負荷域に移った場合は、ステップS4に戻り、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）に制御し、また、負荷が高負荷域のままである場合は、ステップS7に戻り、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジション（アクセルダイヤルポジション１００％）に応じたアクセル値に制御する。

次に、図示された実施の形態の効果を説明する。

アクセルダイヤル25で設定された設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より高くても、負荷域判定信号出力手段28から出力された判定信号に基づきエンジン13の負荷が低負荷域であると判定したコントローラ17は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションより低い基準アクセルポジション（８０％）に設定するので、低負荷時には低燃費かつ低騒音でのエンジン制御特性を実現でき、また、設定アクセルポジションが基準アクセルポジション（８０％）より高くても、エンジン13の負荷が高負荷域であると判定したコントローラ17は、エンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）より高い設定アクセルポジションに制御するので、高負荷時には高出力のエンジン制御特性を実現できる。さらに、基準アクセルポジションと設定アクセルポジションとを選択する制御であるので、制御系をシンプルに構成できる。

アクセルダイヤル25で設定された設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジション（８０％）より高くても、操作レバー23からの入力が無いか、負荷域判定信号出力手段28から出力された判定信号に基づきエンジン13の負荷が低負荷域であると判定したコントローラ17は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションより低い基準アクセルポジション（８０％）に設定するので、流体圧アクチュエータ（油圧モータHmおよび油圧シリンダHc）の非操作時や低負荷時には低燃費かつ低騒音でのエンジン制御特性を実現でき、また、設定アクセルポジションが基準アクセルポジション（８０％）より高くても、操作レバー入力有り、かつエンジン13の負荷が高負荷域であると判定したコントローラ17は、エンジンのアクセル値を基準アクセルポジション（８０％）より高い設定アクセルポジションに制御するので、操作レバー23によりコントロール弁15を介して流体圧アクチュエータ（油圧モータHmおよび油圧シリンダHc）を操作し、かつ高負荷のときは、高出力のエンジン制御特性を実現できる。さらに、基準アクセルポジションと設定アクセルポジションとを選択する制御であるので、制御系をシンプルに構成できる。

低負荷域と判定されているときは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上の場合に、エンジン13の負荷が高負荷域に移ったと判定し、高負荷域と判定されているときは、上記ポンプ吐出圧またはその移動平均が低負荷域移行用の閾値以下の状態が設定時間継続した場合に、エンジン13の負荷が低負荷域に移ったと判定することで、コントローラ17による負荷の高低域移行判定を容易にできる。

低負荷域と判定されているときは、圧力センサ26，27で検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上であって、速度センサ21，22で検出されたエンジン回転数またはその移動平均が高負荷域移行用の速度閾値以下の場合に、エンジン13の負荷が高負荷域に移ったと判定し、高負荷域と判定されているときは、上記ポンプ吐出圧またはその移動平均が低負荷域移行用の閾値以下の状態が設定時間継続した場合に、エンジン13の負荷が低負荷域に移ったと判定することで、コントローラ17による負荷の高低域移行判定を確実にできる。

特に、エンジン回転数またはその移動平均の高負荷域移行用の速度閾値Ｂを、負荷の投入速度が速い場合と遅い場合とで一致するエンジン回転数より高く設定し、機体コントローラ17mは、この速度閾値Ｂ以下の状態が任意に設定された時間継続した場合は、エンジン13の負荷が高負荷域に移ったと判定するので、負荷が急激に増加して重負荷に移行した場合でも穏やかに増加して重負荷に移行した場合でも、すなわちエンジン回転数が急激に変化した場合でも緩やかに変化した場合でも、的確に負荷が重いと判定することができる。

このようにして、図３に示されるように低負荷域ではエンジンのアクセル値を低い位置（８０％）に、高負荷域では高い位置（１００％）に、自動でエンジンのアクセル値を切替えることができる。

なお、本発明は、無負荷エンジン回転数が定格エンジン回転数よりも高い特性を持つ場合に適用可能であり、適用不可の場合は、アクセルダイヤルポジションに応じたアクセルに設定する。

本発明は、エンジン13の負荷が変動する作業機械などのエンジンのアクセル値制御方法およびその装置に利用可能である。

本発明に係るエンジンのアクセル値制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。本発明に係るエンジンのアクセル値制御方法の一制御例を示すフローチャートである。同上制御装置および制御方法のエンジン回転数−出力特性を示す特性図である。従来のエンジン回転数−出力特性を示す特性図である。エンジン回転数の変化を閾値との関係で示す特性図である。

13 エンジン
14 ポンプ
15 コントロール弁
17 コントローラ
22 速度センサ
23 操作器としての操作レバー
25 アクセルポジション設定器としてのアクセルダイヤル
26，27 圧力センサ
28 負荷域判定信号出力手段
Hm，Hc 流体圧アクチュエータとしての油圧モータおよび油圧シリンダ

Claims

作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御方法において、
コントローラにより、
アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、
エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定し、
設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、負荷が低負荷域である場合は、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、
設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御する
ことを特徴とするエンジンのアクセル値制御方法。
作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御方法において、
コントローラにより、
アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、
エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定し、
エンジンにより駆動されるポンプから吐出され流体圧アクチュエータに供給される作動流体を制御するコントロール弁を操作する操作器からの入力の有無を判定し、
設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、操作器入力無しの場合および負荷が低負荷域である場合のいずれか一方では、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、
設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、操作器入力有りであって、かつ負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御する
ことを特徴とするエンジンのアクセル値制御方法。
作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御装置において、
エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定する判定信号を出力する負荷域判定信号出力手段と、
アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、負荷域判定信号出力手段から出力された判定信号によりエンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、負荷が低負荷域である場合は、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御するコントローラと
を具備したことを特徴とするエンジンのアクセル値制御装置。
作業機械に搭載されたエンジンによりポンプを駆動し、このポンプから吐出された作動流体のポンプ吐出圧により作業機械の流体圧アクチュエータを作動させ、ポンプ吐出圧が低くなる無負荷時のエンジン回転速度が異なる複数のアクセルポジションにそれぞれ対応するエンジン回転速度−出力特性を有する複数のドループカーブのうち、アクセルポジション設定器により設定されたアクセルポジションに対応するドループカーブに沿ってエンジン回転速度が変化するよう、エンジンのアクセル値を上記設定されたアクセルポジションに応じたアクセル値に制御するエンジンのアクセル値制御装置において、
エンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを少なくともポンプ吐出圧により判定する判定信号を出力する負荷域判定信号出力手段と、
エンジンにより駆動されるポンプから吐出され流体圧アクチュエータに供給される作動流体を制御するコントロール弁と、
コントロール弁を操作する操作器と、
アクセルポジション設定器で設定された設定アクセルポジションを検出し、負荷域判定信号出力手段から出力された判定信号によりエンジンの負荷が低負荷域にあるか高負荷域にあるかを判定し、コントロール弁を操作する操作器からの入力の有無を判定し、設定アクセルポジションが一定の基準アクセルポジションより高く、操作器入力無しの場合および負荷が低負荷域である場合のいずれか一方では、実際に用いるエンジンのアクセル値を基準アクセルポジションに制御し、設定アクセルポジションが基準アクセルポジションより高く、操作器入力有りであって、かつ負荷が高負荷域である場合は、エンジンのアクセル値を設定アクセルポジションに制御するコントローラと
を具備したことを特徴とするエンジンのアクセル値制御装置。
負荷域判定信号出力手段は、
エンジンにより駆動されるポンプから吐出される作動流体のポンプ吐出圧を検出する圧力センサを備え、
コントローラは、
低負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上の場合に、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定し、
高負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジンの負荷が低負荷域に移ったと判定する
ことを特徴とする請求項３または４記載のエンジンのアクセル値制御装置。
負荷域判定信号出力手段は、
エンジンにより駆動されるポンプから吐出される作動流体のポンプ吐出圧を検出する圧力センサと、
エンジン回転速度を検出する速度センサとを備え、
コントローラは、
低負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が高負荷域移行用の閾値以上であって、速度センサで検出されたエンジン回転速度またはその移動平均が高負荷域移行用の速度閾値以下の場合に、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定し、
高負荷域と判定されているときは、圧力センサで検出されたポンプ吐出圧またはその移動平均が上記高負荷域移行用の閾値と異なる低負荷域移行用の閾値以下の状態が、任意に設定した時間継続した場合に、エンジンの負荷が低負荷域に移ったと判定する
ことを特徴とする請求項３または４記載のエンジンのアクセル値制御装置。
エンジン回転速度またはその移動平均の高負荷域移行用の速度閾値は、負荷の投入速度が速い場合と遅い場合とで一致するエンジン回転速度より高く設定し、
コントローラは、速度センサで検出されたエンジン回転速度またはその移動平均が上記速度閾値以下にある状態が、任意に設定された時間継続した場合は、エンジンの負荷が高負荷域に移ったと判定する
ことを特徴とする請求項６記載のエンジンのアクセル値制御装置。