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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-20
(45)【発行日】2025-01-06
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/20 20060101AFI20241223BHJP
F02D 29/02 20060101ALI20241223BHJP
F02D 29/04 20060101ALI20241223BHJP
F02D 29/06 20060101ALI20241223BHJP
【ＦＩ】
E02F9/20 M
E02F9/20 Z
F02D29/02 J
F02D29/04 H
F02D29/06 D
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021156619
(22)【出願日】2021-09-27
(65)【公開番号】P2023047616
(43)【公開日】2023-04-06
【審査請求日】2024-03-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000005522
【氏名又は名称】日立建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】弁理士法人開知
(72)【発明者】
【氏名】吉村 正利
(72)【発明者】
【氏名】小林 啓之
(72)【発明者】
【氏名】金子 悟
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 徳孝
(72)【発明者】
【氏名】関野 聡
【審査官】小倉 宏之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－０９８２１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１４０９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１５０８９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１０１６９５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ９／２０
Ｆ０２Ｄ ２９／０２
Ｆ０２Ｄ ２９／０４
Ｆ０２Ｄ ２９／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、
前記車体に備えられた車輪を駆動する走行駆動装置と、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油によって伸縮動作される油圧シリンダと、前記油圧シリンダの伸縮動作に応じて動かされる駆動対象部材とを有する作業装置と、
前記走行駆動装置及び前記作業装置の少なくともいずれかを操作する操作装置と、
前記操作装置の操作量を検出する操作量検出装置と、
前記エンジンの実回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
前記エンジンを制御する制御装置と、を備えた作業機械において、
前記制御装置は、
前記操作量検出装置の検出結果に基づいて、前記エンジンの目標回転速度を演算し、
演算された前記エンジンの目標回転速度と前記エンジン回転速度センサにより検出された前記エンジンの実回転速度との差の時間積分値を演算し、
演算された前記時間積分値に基づいて回転速度補正値を演算し、
演算された前記回転速度補正値と前記エンジンの目標回転速度とを加算して、前記エンジンの回転速度指令値を演算し、
演算された前記エンジンの回転速度指令値に基づいて前記エンジンを制御し、
前記操作量検出装置の検出結果に基づいて、前記操作装置が操作されている操作状態であるか、前記操作装置が操作されていない非操作状態であるかを判定し、
前記非操作状態から前記操作状態に切り替わったと判定された場合、または、前記非操作状態であると判定された場合に、前記時間積分値を予め定めた初期値に設定し前記エンジンを制御する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項2】
請求項１に記載の作業機械において、前記制御装置は、
前記非操作状態であると判定されている場合に、前記回転速度補正値を０に設定する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項１に記載の作業機械において、前記制御装置は、
前記操作量検出装置により検出された操作量が予め定めた第１操作量閾値以上である状態が予め定めた第１時間継続した場合に、前記操作状態であると判定し、
前記操作量検出装置により検出された操作量が予め定めた第２操作量閾値以下である状態が予め定めた第２時間継続した場合に、前記非操作状態であると判定し、
前記第２操作量閾値は、前記第１操作量閾値よりも小さい
ことを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項１に記載の作業機械において、前記制御装置は、
前記時間積分値に積分ゲインを乗じた値と、前記エンジンの目標回転速度と前記エンジンの実回転速度との差に比例ゲインを乗じた値とを加算することにより、前記回転速度補正値を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項１に記載の作業機械において、前記制御装置は、
前記時間積分値に積分ゲインを乗じた値と、前記エンジンの目標回転速度と前記エンジンの実回転速度との差に比例ゲインを乗じた値と、前記エンジンの目標回転速度と前記エンジンの実回転速度との差の時間微分値に微分ゲインを乗じた値とを加算することにより、前記回転速度補正値を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項6】
請求項１に記載の作業機械において、前記エンジンの動力により発電する発電機を備え、
前記走行駆動装置は、前記発電機によって発電された電力により駆動され前記車輪を動作させる電動モータを備える
ことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
車体を移動させるための走行駆動装置と土砂等を掘削するためのバケット及びアームを有する作業装置とを備えたホイールローダ等の作業機械が知られている。このような作業機械では、エンジンの動力によって走行装置及び作業装置を駆動する。エンジンには燃料噴射装置が備えられている。この燃料噴射装置により燃料噴射量が調整されることにより、エンジン回転速度と出力トルクが制御され、作業に用いる動力が発生する。
【0003】
エンジンは、その回転速度が高いほど発生できる動力の上限値が大きくなる。一方、エンジンの回転速度が高いほど燃費は悪化する。そのため、要求されるエンジン動力が小さい待機時には、エンジンは、その回転速度が低くなるように制御される。一方、要求されるエンジン動力が大きい作業時には、エンジンは、オペレータによる操作に応じて、その回転速度が高くなるように制御される。
【0004】
エンジンの制御装置は、オペレータの操作に応じて目標エンジン回転速度を設定し、目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度の偏差（以下、回転速度偏差と称する）に基づいて、実エンジン回転速度が目標エンジン回転速度に近づくように、燃料噴射量を制御する。ここで、エンジン負荷が大きくなるほど、回転速度偏差が大きくなり、回転速度偏差をなくすまでに時間を要してしまう。したがって、エンジン負荷が大きい場合には、所望のエンジン動力を速やかに発生することができないことがある。
【0005】
エンジン負荷が大きい場合に所望のエンジン動力を発生させるために、回転速度偏差をなくすように燃料噴射量の積分制御を行うことが考えられる。しかしながら、作業機械では、オペレータによる操作量の変動及び作業負荷の変動が急峻となったり、それらの変動幅が大きくなったりする。このため、作業機械において、エンジン制御が不安定にならないように燃料噴射量の積分制御を行う場合には、回転速度偏差をなくすまでに時間を要してしまう。
【0006】
特許文献１には、負荷によるエンジン回転速度の補正を、作業形態やオペレータの好みに応じて設定できるようにした作業機械が開示されている。特許文献１に記載の作業機械は、油圧アクチュエータの負荷に基づいて、目標回転速度に補正を加える補正手段と、補正された目標回転速度となるようにエンジンを制御する制御手段と、補正手段による回転速度の補正特性を手動で調整する調整手段としての設定ダイアルを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平７－１１３２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、オペレータが変わる毎にオペレータの好みに応じて補正特性を調整し直す必要がある。また、オペレータの技量が不足している場合には、補正特性を適切に調整することが難しい。このため、所望の動力が得られなかったり、必要以上の動力が発生することにより燃費が悪化したりするおそれがある。
【0009】
本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、オペレータの手間をかけることなく、かつ、無駄な燃料を消費せずに、所望のエンジン動力を速やかに得ることが可能な作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様による作業機械は、車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記車体に備えられた車輪を駆動する走行駆動装置と、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される作動油によって伸縮動作される油圧シリンダと、前記油圧シリンダの伸縮動作に応じて動かされる駆動対象部材とを有する作業装置と、前記走行駆動装置及び前記作業装置の少なくともいずれかを操作する操作装置と、前記操作装置の操作量を検出する操作量検出装置と、前記エンジンの実回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、前記エンジンを制御する制御装置と、を備えた作業機械において、前記制御装置は、前記操作量検出装置の検出結果に基づいて、前記エンジンの目標回転速度を演算し、演算された前記エンジンの目標回転速度と前記エンジン回転速度センサにより検出された前記エンジンの実回転速度との差の時間積分値を演算し、演算された前記時間積分値に基づいて回転速度補正値を演算し、演算された前記回転速度補正値と前記エンジンの目標回転速度とを加算して、前記エンジンの回転速度指令値を演算し、演算された前記エンジンの回転速度指令値に基づいて前記エンジンを制御し、前記操作量検出装置の検出結果に基づいて、前記操作装置が操作されている操作状態であるか、前記操作装置が操作されていない非操作状態であるかを判定し、前記非操作状態から前記操作状態に切り替わったと判定された場合、または、前記非操作状態であると判定された場合に、前記時間積分値を予め定めた初期値に設定し前記エンジンを制御する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、オペレータの手間をかけることなく、かつ、無駄な燃料を消費せずに、所望のエンジン動力を速やかに得ることが可能な作業機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、作業機械が電動駆動式のホイールローダである例について説明する。なお、本実施形態では、エンジン及び発電電動機を駆動源とするハイブリッドシステムを備えたホイールローダを例に挙げて説明するが、エンジンのみを駆動源とするシステムを備えたホイールローダに本発明を適用してもよい。以下の説明では、上下、左右、前後の方向及び位置は、作業機械の通常の使用状態、すなわち走行装置が接地している状態を基準とする。
【0014】
＜第１実施形態＞
図１～図９を参照して、本発明の第１実施形態に係るホイールローダ１について説明する。図１は、ホイールローダ１の側面図である。図１に示すように、ホイールローダ１は、電動式の走行駆動装置４５が搭載された車体８と、車体８の前部に取り付けられた多関節型の作業装置６とを備えている。車体８は、アーティキュレート操舵式（車体屈折式）のものであり、前部車体８Ａと、後部車体８Ｂと、前部車体８Ａと後部車体８Ｂを連結するセンタージョイント１０とを有する。
図１～図９を参照して、本発明の第１実施形態に係るホイールローダ１について説明する。図１は、ホイールローダ１の側面図である。図１に示すように、ホイールローダ１は、電動式の走行駆動装置４５が搭載された車体８と、車体８の前部に取り付けられた多関節型の作業装置６とを備えている。車体８は、アーティキュレート操舵式（車体屈折式）のものであり、前部車体８Ａと、後部車体８Ｂと、前部車体８Ａと後部車体８Ｂを連結するセンタージョイント１０とを有する。
【0015】
前部車体８Ａには作業装置６が取り付けられている。後部車体８Ｂには、運転室１２及びエンジン室１６が配置されている。運転室１２内には、オペレータが着座する座席と、オペレータによって操作される操作装置が設けられている。エンジン室１６には、エンジン２０（図２参照）、エンジン２０により駆動される油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ（図２参照）、及びバルブ等の油圧機器が搭載されている。
【0016】
作業装置６は、前部車体８Ａに上下方向に回動自在に取り付けられるリフトアーム（以下、単にアームと記す）２と、アーム２を駆動する油圧シリンダ（以下、アームシリンダとも記す）４と、アーム２の先端部分に上下方向に回動自在に取り付けられるバケット３と、バケット３を駆動する油圧シリンダ（以下、バケットシリンダとも記す）５とを有する。駆動対象部材であるアーム２は、アームシリンダ４の伸縮動作に応じて動かされる。駆動対象部材であるバケット３は、バケットシリンダ５の伸縮動作に応じて動かされる。なお、アーム２及びアームシリンダ４は、前部車体８Ａの左右に１つずつ設けられる。また、本実施形態では、バケット３を作動させるためのリンク機構として、Ｚリンク式（ベルクランク式）のリンク機構が採用されている。
【0017】
ホイールローダ１は、車体８に備えられた車輪７を駆動する走行駆動装置４５を備える。走行駆動装置４５は、走行電動機４３と、走行電動機４３から走行駆動力が与えられる走行装置１１とを含む。走行装置１１は、前部車体８Ａに取り付けられる車輪７である前輪７Ａと、後部車体８Ｂに取り付けられる車輪７である後輪７Ｂと、走行電動機４３からの動力を車輪７に伝達する動力伝達装置とを有する。動力伝達装置は、アクスル、デファレンシャル装置、プロペラシャフト等を含んで構成される。
【0018】
走行電動機４３は、走行装置１１の車輪７を動作させる電動モータである。走行電動機４３は、エンジン２０の動力によって回転する発電電動機４０によって発電された電力により回転駆動される。
【0019】
ホイールローダ１は、前部車体８Ａと後部車体８Ｂとを連結するように設けられる左右一対の油圧シリンダ（以下、ステアリングシリンダとも記す）１５を有するステアリング装置２２によって転舵される。
【0020】
図２は、ホイールローダ１のシステム構成図である。図２に示すように、ホイールローダ１は、エンジン２０と、エンジン２０に燃料を供給する燃料噴射装置２３と、エンジン２０に機械的に接続される発電電動機４０と、エンジン２０及び発電電動機４０に機械的に接続される油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃと、油圧ポンプ３０Ａから吐出される作動油によって駆動される作業装置６と、作業装置６の動作を制御するフロント制御部３１と、油圧ポンプ３０Ｂから吐出される作動油によって駆動されるブレーキ装置２１と、ブレーキ装置２１の動作を制御するブレーキ制御部３２と、油圧ポンプ３０Ｃから吐出される作動油によって駆動されるステアリング装置２２と、ステアリング装置２２を制御するステアリング制御部３３と、発電電動機４０によって発電された電力によって駆動される走行駆動装置４５とを備える。
【0021】
作業装置６及び走行駆動装置４５は、エンジン２０の動力によって、互いに独立して駆動される。原動機であるエンジン２０は、例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。発電電動機４０は、エンジン２０から出力されるトルクによって回転し、発電する発電機として機能する。
【0022】
油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、エンジン２０が出力するトルクによって駆動されて作動油を吐出する。なお、発電電動機４０が電動機として機能する場合には、エンジン２０及び発電電動機４０が出力するトルクによって、油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが駆動される。
【0023】
油圧シリンダ４，５，１５，１７，１８は、エンジン２０（図２参照）が出力するトルクによって回転する油圧ポンプ３０Ａから吐出される作動油（圧油）によって伸縮動作される。
【0024】
フロント制御部３１は、油圧ポンプ３０Ａからアームシリンダ４及びバケットシリンダ５へ供給される作動油の圧力、流量及び方向を制御する。これにより、アームシリンダ４及びバケットシリンダ５の伸縮動作が制御される。ブレーキ制御部３２は、油圧ポンプ３０Ｂからブレーキシリンダ１７及び駐車ブレーキシリンダ１８へ供給される作動油の圧力、流量及び方向を制御する。これにより、ブレーキシリンダ１７及び駐車ブレーキシリンダ１８の伸縮動作が制御される。ステアリング制御部３３は、油圧ポンプ３０Ｃからステアリングシリンダ１５へ供給される作動油の圧力、流量及び方向を制御する。これにより、ステアリングシリンダ１５の伸縮動作が制御される。
【0025】
ホイールローダ１は、車両全体の制御を行う制御装置であるメインコントローラ１００と、メインコントローラ１００からのエンジン回転速度指令に基づいて燃料噴射装置２３を制御するエンジンコントローラ１２０と、エンジンコントローラ１２０からの燃料噴射量指令に基づいて燃料噴射量を制御する燃料噴射装置２３と、メインコントローラ１００から入力される発電電圧指令に基づいて発電電動機４０を制御する発電電動機用のインバータ（以下、発電インバータと記す）４１と、メインコントローラ１００から入力される走行駆動トルク指令に基づいて走行電動機４３のトルクを制御する走行電動機用のインバータ（以下、走行インバータと記す）４２と、運転室１２内に設けられる各種操作装置（５１～５７）とを備える。
【0026】
運転室１２内には、車体８の前進（Ｆ）、待機（Ｎ）、及び後進（Ｒ）を切り替える前後進切替装置である前後進スイッチ５１と、作業装置６のアームシリンダ４（アーム２）を操作するアーム操作装置５２と、作業装置６のバケットシリンダ５（バケット３）を操作するバケット操作装置５３と、走行駆動装置４５を操作するアクセル操作装置５６と、ブレーキシリンダ１７を操作するブレーキ操作装置５７と、駐車ブレーキシリンダ１８を操作する駐車ブレーキ操作装置５４と、左右一対のステアリングシリンダ１５を操作するステアリング操作装置５５とが設けられている。なお、説明の便宜上、作業装置６の操作装置５２，５３及び走行駆動装置４５の操作装置５６を総称して、操作装置５０とも記す。
【0027】
アーム操作装置５２は、アーム操作レバーと、アーム操作レバーの操作量（以下、アーム操作量とも記す）を検出するアーム操作量センサ５２ａとを備える。バケット操作装置５３は、バケット操作レバーと、バケット操作レバーの操作量（以下、バケット操作量とも記す）を検出するバケット操作量センサ５３ａとを備える。アクセル操作装置５６は、アクセルペダルと、アクセルペダルの操作量（以下、アクセル操作量とも記す）を検出するアクセル操作量センサ５６ａとを備える。ブレーキ操作装置５７は、ブレーキペダルと、ブレーキペダルの操作量（以下、ブレーキ操作量とも記す）を検出するブレーキ操作量センサ５７ａとを備える。ステアリング操作装置５５は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールの操作量（以下、ステアリング操作量とも記す）を検出するステアリング操作量センサ５５ａとを備える。アーム操作量センサ５２ａ、バケット操作量センサ５３ａ、アクセル操作量センサ５６ａ、ブレーキ操作量センサ５７ａ、ステアリング操作量センサ５５ａは、例えば、操作部材（操作レバーまたはペダル）の操作位置に応じた電圧をメインコントローラ１００に出力するポテンショメータである。
【0028】
メインコントローラ１００は、動作回路としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、入力インタフェース１０４、出力インタフェース１０５、並びに、その他の周辺回路を備えたマイクロコンピュータで構成される。なお、エンジンコントローラ１２０も、メインコントローラ１００と同様、動作回路、記憶装置及び入出力インタフェース等を備えたマイクロコンピュータで構成される。メインコントローラ１００及びエンジンコントローラ１２０は、それぞれ１つのマイクロコンピュータで構成してもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【0029】
メインコントローラ１００のＲＯＭ１０２は、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリであり、各種演算が実行可能なプログラムが格納されている。すなわち、メインコントローラ１００のＲＯＭ１０２は、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶媒体である。ＲＡＭ１０３は揮発性メモリであり、ＣＰＵ１０１との間で直接的にデータの入出力を行うワークメモリである。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１がプログラムを演算実行している間、必要なデータを一時的に記憶する。なお、メインコントローラ１００は、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等の記憶装置をさらに備えていてもよい。
【0030】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０３に展開して演算実行する処理装置であって、プログラムに従って入力インタフェース１０４及びＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。
【0031】
入力インタフェース１０４には、各種操作装置（５１～５７）からの操作信号及び各種センサからのセンサ信号が入力される。入力インタフェース１０４は、入力された信号をＣＰＵ１０１で演算可能なデータに変換する。出力インタフェース１０５は、ＣＰＵ１０１での演算結果に応じた出力用の信号を生成し、その信号をフロント制御部３１、ブレーキ制御部３２、ステアリング制御部３３、発電インバータ４１、走行インバータ４２、及びエンジンコントローラ１２０等に出力する。
【0032】
メインコントローラ１００は、各種操作装置から入力される操作信号及びその他の各種センサから入力されるセンサ信号に基づいて、フロント制御部３１、ブレーキ制御部３２、ステアリング制御部３３、発電インバータ４１及び走行インバータ４２、及びエンジンコントローラ１２０を統括的に制御する。
【0033】
メインコントローラ１００に入力される操作信号としては、アクセル操作量センサ５６ａによって検出されるアクセル操作量、ブレーキ操作量センサ５７ａによって検出されるブレーキ操作量、アーム操作量センサ５２ａによって検出されるアーム操作量、バケット操作量センサ５３ａによって検出されるバケット操作量、ステアリング操作量センサ５５ａによって検出されるステアリング操作量、及び、前後進スイッチ５１から出力される前後進スイッチ５１の操作位置を表す信号がある。
【0034】
メインコントローラ１００に入力されるセンサ信号としては、車体８とアーム２とを連結する連結軸に設けられるアーム相対角センサ６２で検出された角度を表す信号、及び、アーム２とバケット３とを連結する連結軸に設けられるバケット相対角センサ６３で検出された角度を表す信号がある。アーム相対角センサ６２は、車体８に対するアーム２の相対角（傾斜角）を検出し、検出した角度を表す信号をメインコントローラ１００に出力するポテンショメータである。バケット相対角センサ６３は、アーム２に対するバケット３の相対角（傾斜角）を検出し、検出した角度を表す信号をメインコントローラ１００に出力するポテンショメータである。地面（走行面）に対する車体８の角度は一定であるため、アーム相対角センサ６２で検出される角度は、地面に対するアーム２の相対角（傾斜角）に相当するといえる。
【0035】
また、メインコントローラ１００に入力されるセンサ信号としては、車速センサ６１によって検出される車速（車両の走行速度）を表す信号がある。車速センサ６１は、ホイールローダ１の車速を検出し、検出した車速を表す信号をメインコントローラ１００に出力する。さらに、メインコントローラ１００に入力されるセンサ信号としては、複数の回転速度センサによって検出されたエンジン２０、発電電動機４０、油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、及び走行電動機４３の回転速度を表す信号、第１、第２、第３吐出圧センサ７１，７２，７３によって検出された油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの吐出圧、シリンダ圧センサ（不図示）によって検出された油圧シリンダの圧力（負荷圧）等を表す信号がある。
【0036】
複数の回転速度センサには、エンジン２０の実回転速度（以下、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａとも記す）を検出するエンジン回転速度センサ６４と、走行電動機４３の回転速度（以下、モータ速度とも記す）を検出するレゾルバ等のモータ速度センサ５８とが含まれる。エンジン回転速度センサ６４は、例えば、エンジン２０の出力軸に設けられるロータリーエンコーダであり、検出した実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを表す信号をエンジンコントローラ１２０に出力する。なお、エンジン回転速度センサ６４は、エンジン２０の出力軸に限らず、動力伝達装置を構成するいずれかの軸の回転速度を検出するものであってもよい。この場合、メインコントローラ１００が、エンジン回転速度センサ６４の検出結果に基づいて、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを演算する。
【0037】
なお、図示する例では、エンジン回転速度センサ６４は、メインコントローラ１００に接続されているが、エンジンコントローラ１２０に接続してもよい。この場合、メインコントローラ１００は、エンジン回転速度センサ６４により検出された実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを、エンジンコントローラ１２０を介して取得する。
【0038】
メインコントローラ１００は、後述するように、アクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量等に基づいて、エンジン２０の目標回転速度（以下、目標エンジン回転速度とも記す）ＮＥ＿Ｔを演算する。メインコントローラ１００は、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔに基づいて、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを演算し、エンジンコントローラ１２０に出力する。また、メインコントローラ１００は、エンジン回転速度センサ６４によって検出された実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａをエンジンコントローラ１２０に出力する。
【0039】
エンジンコントローラ１２０は、メインコントローラ１００から取得した回転速度指令値ＮＥ＿Ｃと、エンジン回転速度センサ６４によって検出された実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａとを比較して、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが回転速度指令値ＮＥ＿Ｃとなるように燃料噴射装置２３を制御する。燃料噴射装置２３は、エンジンコントローラ１２０から出力される燃料噴射指令に基づいて、燃料噴射量を制御し、エンジン２０を動作させる。例えば、本実施形態では、エンジンコントローラ１２０は、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａに比べて回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが大きい場合、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａと回転速度指令値ＮＥ＿Ｃとの差が小さくなるまで燃料噴射量を徐々に増加させる積分制御を実行する。
【0040】
このように、メインコントローラ１００、エンジンコントローラ１２０及び燃料噴射装置２３は、協働してエンジン２０の動作を制御する制御装置を構成している。エンジン２０の制御の詳細については、後述する。
【0041】
メインコントローラ１００は、アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３の操作方向及び操作量に基づいて、フロント制御指令を出力する。フロント制御部３１は、メインコントローラ１００からのフロント制御指令に基づき、油圧ポンプ３０Ａから吐出される作動油の圧力、流量及び方向を調整し、アームシリンダ４及びバケットシリンダ５を動作させる。フロント制御部３１は、油圧ポンプ３０Ａから吐出される作動油の流れを制御する方向制御弁、及び、この方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を生成する電磁弁等を有する。
【0042】
メインコントローラ１００は、ブレーキ操作装置５７の操作量、及び駐車ブレーキ操作装置５４の操作スイッチの操作位置に基づいて、ブレーキ制御指令を出力する。ブレーキ制御部３２は、メインコントローラ１００からのブレーキ制御指令に基づき、油圧ポンプ３０Ｂから吐出される作動油の圧力、流量及び方向を調整し、ブレーキシリンダ１７及び駐車ブレーキシリンダ１８を動作させる。ブレーキ制御部３２は、油圧ポンプ３０Ｂから吐出される作動油の流れを制御する方向制御弁、及び、この方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を生成する電磁弁等を有する。
【0043】
メインコントローラ１００は、ステアリング操作装置５５のステアリングホイールの操作方向及び操作量に基づいて、ステアリング制御指令を出力する。ステアリング制御部３３は、メインコントローラ１００からのステアリング制御指令に基づき、油圧ポンプ３０Ｃから吐出される作動油の圧力、流量及び方向を調整し、ステアリングシリンダ１５を動作させる。ステアリング制御部３３は、油圧ポンプ３０Ｃから吐出される作動油の流れを制御する方向制御弁、及び、この方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を生成する電磁弁等を有する。
【0044】
発電インバータ４１及び走行インバータ４２は、直流部（直流母線）４４によって接続されている。なお、本実施形態に係るホイールローダ１は、直流部４４に接続される蓄電装置を備えていない。発電インバータ４１は、メインコントローラ１００からの発電電圧指令に基づき、発電電動機４０から供給される電力を利用して直流部４４のバス電圧を制御する。走行インバータ４２は、メインコントローラ１００の走行駆動トルク指令に基づき、直流部４４の電力を利用して走行電動機４３を駆動させる。
【0045】
本実施形態では、エンジン２０が出力するトルクによって油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが駆動され、油圧ポンプ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃから吐出される作動油によって、作業装置６、ブレーキ装置２１及びステアリング装置２２が駆動される。また、本実施形態では、エンジン２０が出力するトルクによって発電電動機４０が駆動され、発電電動機４０で発生する電力によって走行電動機４３が駆動される。
【0046】
アーム操作装置５２のアーム操作レバーが操作されると、アームシリンダ４の伸縮動作によりアーム２が上下方向に回動（俯仰動）する。バケット操作装置５３のバケット操作レバーが操作されると、バケットシリンダ５の伸縮動作によりバケット３が上下方向に回動（チルト動作またはダンプ動作）する。
【0047】
ステアリング操作装置５５のステアリングホイールが操作されると、ステアリングシリンダ１５の伸縮動作に伴って後部車体８Ｂに対し前部車体８Ａがセンタージョイント１０を中心にして左右に屈折（転舵）する。アクセル操作装置５６のアクセルペダルが操作されると、走行電動機４３の駆動により車輪７が回転し、ホイールローダ１が走行する。
【0048】
前後進スイッチ５１が前進（Ｆ）に操作されている状態で、アクセル操作装置５６のアクセルペダルが踏み込まれると、車輪７が前進方向に回転し、車体８が前進走行する。前後進スイッチ５１が後進（Ｒ）に操作されている状態で、アクセル操作装置５６のアクセルペダルが踏み込まれると、車輪７が後進方向に回転し、車体８が後進走行する。なお、前後進スイッチ５１が待機（Ｎ）に操作されている状態では、アクセル操作装置５６のアクセルペダルが踏み込まれても、車輪７は回転せず、車体８は走行しない。
【0049】
次に、図３及び図４を参照して、ホイールローダ１の作業について説明する。図３は、ホイールローダ１の基本的な運搬作業を説明するための図であり、図４は、掘削作業を説明するための図である。運搬作業では、ホイールローダ１は、土砂や鉱物等の掘削対象９１を掘削する掘削作業をした後、掘削物を運搬し、ダンプトラック等の積込対象９２へ積み込む積込作業を行う。図３は、この運搬作業を行う際の方法の１つであるＶシェイプローディングを示す。
【0050】
図３の矢印Ｘ１及び図４（ａ）に示すように、オペレータは、アクセル操作装置５６を操作して、ホイールローダ１を地山等の掘削対象９１に向かって前進させ、図４（ｂ）に示すように、掘削対象９１にバケット３を貫入させる。オペレータは、アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３を操作してアーム２を上昇させつつバケット３に土砂や鉱物等を入れる。その後、オペレータは、バケット操作装置５３を操作して、図４（ｃ）に示すように、バケット３をチルト動作させる。このとき、オペレータは、バケット３に入った土砂や鉱物等の運搬物をこぼさないように、バケット操作装置５３を操作して、バケット３を手前に掬い上げる。これによって、掘削作業が完了する。
【0051】
掘削作業完了後、オペレータは、図３の矢印Ｘ２で示すように、ホイールローダ１を後進させて元の位置に戻る。その後、オペレータは、図３の矢印Ｙ１で示すように、ダンプトラック等の積込対象９２に向かってホイールローダ１を前進させつつ、アーム２を上昇させる。オペレータは、積込対象９２の手前でホイールローダ１を停止させる。なお、図３では、積込対象９２の手前で停止している状態のホイールローダ１を破線で示している。その後、オペレータは、バケット操作装置５３を操作して、バケット３をダンプ動作させることにより、バケット３内の運搬物を積込対象９２の荷台に放土する。これにより、バケット３内の運搬物が積込対象９２の荷台に積み込まれ、積込作業が完了する。積込作業完了後、オペレータは、図３の矢印Ｙ２で示すように、ホイールローダ１を後進させて、元の位置に戻る。
【0052】
このような掘削作業と積込作業を含む一連の作業は、Ｖ字軌跡を描きながら行われるため「Ｖシェイプローディング」と呼ばれ、繰り返し行われる。Ｖシェイプローディングは、ホイールローダ１の全作業時間の大多数を占める。このため、ホイールローダ１の作業効率を向上させるためには、Ｖシェイプローディングにおいて、エンジン負荷に関わらず所望のエンジン動力を発生させることが有効である。ここで、作業効率（ｔ／ｈ）とは、所定の時間（ｈ）当たりに、積込対象９２に積み込んだ運搬物の重量（ｔ）を意味する。
【0053】
エンジン動力の大きさは、基本的にエンジン２０の実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが高いほど及び燃料噴射量が多いほど大きくなる。ただし、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが高いほどエンジン負荷が高くなる。このため、メインコントローラ１００は、非作業時は回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを低くして燃費を向上させる。一方、メインコントローラ１００は、作業時は、オペレータによるアクセル操作装置５６、アーム操作装置５２、及びバケット操作装置５３の操作量等に基づいて、作業に必要なエンジン動力（すなわち、所望のエンジン動力）が得られる回転速度指令値ＮＥ＿Ｃをエンジンコントローラ１２０に出力する。エンジンコントローラ１２０は、この回転速度指令値ＮＥ＿Ｃに実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが一致するように燃料噴射装置２３による燃料噴射量を調節し、所望のエンジン動力を発生させる。
【0054】
実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを下回っており、要求されるエンジン動力が発生していない状態では、燃費は向上するが、作業効率が悪くなる。実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを超え、必要以上のエンジン動力が発生している状態では、作業効率は変わらないが燃費が悪くなる。したがって、作業効率及び燃費を向上するためには、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを回転速度指令値ＮＥ＿Ｃに速やかに一致させることが重要となる。
【0055】
エンジンコントローラ１２０は、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差に基づいて燃料噴射装置２３による燃料噴射量を決定する。ここで、メインコントローラ１００が、操作装置５０の操作量に応じて演算した目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを補正することなく、そのまま回転速度指令値ＮＥ＿Ｃとして出力する場合について説明する。この場合、エンジン負荷が大きいほど（すなわち、燃料噴射量が多く必要なほど）、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが回転速度指令値ＮＥ＿Ｃ（＝目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔ）に対して低い状態で安定する。このため、作業効率が悪化してしまうおそれがある。これを防ぐために、エンジンコントローラ１２０は、燃料噴射量を徐々に増加させる積分制御を実行し、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差を小さくする。しかしながら、上述した運搬作業では、オペレータによる操作装置５０の操作量の変動、及びエンジン負荷の変動が急峻な上に非常に大きい。このため、燃料噴射量の積分制御だけでは、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃ（＝目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔ）と実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差を速やかに低減することができず、改善の余地がある。
【0056】
ここで、作業時における目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差を予め想定し、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差が発生しないように、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを予め高くしておく方法が考えられる。しかしながら、実際のエンジン負荷が想定より低い場合は、必要以上に実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが高くなって燃費が悪化してしまう。また、実際のエンジン負荷が想定より高い場合は、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔよりも実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが低くなって作業効率が悪化してしまう。
【0057】
他にも、エンジンコントローラ１２０による燃料噴射量の積分制御のゲインを増加させ、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃに対する実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの応答速度を高める方法も考えられる。しかしながら、この方法では、作業負荷が小さいほど、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａのオーバーシュートが増大するため、エンジン制御が不安定になってしまうおそれがある。
【0058】
そこで、本願発明者は、鋭意研究を重ねた結果、オペレータによる操作が開始されることにより目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔが増加する際、エンジン負荷に起因して生じる目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差を速やかになくすことができるように、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差の時間積分値に基づいて目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの補正を行うことにより、燃費を悪化させずに作業効率を向上できることを見出した。以下、メインコントローラ１００により実行される回転速度指令値ＮＥ＿Ｃの演算処理の内容について、詳しく説明する。
【0059】
図５は、メインコントローラ１００の機能ブロック図である。図５に示すように、メインコントローラ１００は、ＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムを実行することにより、目標速度演算部１１０、偏差演算部１１１、操作状態判定部１１２、補正値演算部１１３、及び指令値演算部１１４として機能する。
【0060】
目標速度演算部１１０は、少なくとも操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算する。本実施形態において、目標速度演算部１１０は、操作量検出装置１５０の検出結果、モータ速度センサ５８の検出結果、及び、吐出圧検出装置１５１の検出結果に基づいて、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算する。操作量検出装置１５０は、上述したアーム操作量センサ５２ａ、バケット操作量センサ５３ａ、アクセル操作量センサ５６ａ、ブレーキ操作量センサ５７ａ、及びステアリング操作量センサ５５ａを含む。吐出圧検出装置１５１は、上述した第１吐出圧センサ７１、第２吐出圧センサ７２及び第３吐出圧センサ７３を含む。
【0061】
図６を参照して、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの演算方法の一例について説明する。図６は、目標速度演算部１１０による目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの演算方法について説明するブロック図である。図６に示すように、目標速度演算部１１０は、走行要求動力演算部１２１と、第１ポンプ要求動力演算部１２２と、第２ポンプ要求動力演算部１２３と、第３ポンプ要求動力演算部１２４と、最大値選択部１２５と、加算部１２６と、目標速度算出部１２７とを有する。
【0062】
走行要求動力演算部１２１は、モータ速度センサ５８により検出された走行電動機４３の回転速度、及び、アクセル操作量センサ５６ａにより検出されたアクセル操作量に基づいて、走行要求動力を演算する。メインコントローラ１００のＲＯＭ１０２には、走行要求動力の演算に用いられる走行要求動力テーブルが記憶されている。走行要求動力テーブルは、アクセル操作量の増減に応じて走行電動機４３の動力が増減するように、アクセル操作量に応じた動力カーブが複数記憶されている。走行要求動力テーブルは、アクセル操作量が大きくなるほど走行要求動力が大きくなり、走行電動機４３の回転速度が速くなるほど走行要求動力が小さくなるように設定されている。
【0063】
走行要求動力演算部１２１は、アクセル操作量の大きさに対応する動力カーブを選択し、走行電動機４３の回転速度に基づいて走行要求動力を算出する。例えば、走行要求動力演算部１２１は、アクセル操作装置５６がフル操作されたときには、実線の動力カーブを選択し、選択した動力カーブを参照し、走行電動機４３の回転速度に基づいて走行要求動力を算出する。
【0064】
第１ポンプ要求動力演算部１２２は、ポンプ要求流量演算部１２２ａと乗算部１２２ｂとを有する。ポンプ要求流量演算部１２２ａは、操作量検出装置１５０のアーム操作量センサ５２ａ及びバケット操作量センサ５３ａによって検出されるアーム操作量及びバケット操作量、並びに、吐出圧検出装置１５１の第１吐出圧センサ７１によって検出される油圧ポンプ３０Ａの吐出圧に基づいて、油圧ポンプ３０Ａのポンプ要求流量を算出する。アーム操作量及びバケット操作量は、総称してレバー操作量とも記す。
【0065】
メインコントローラ１００のＲＯＭ１０２には、油圧ポンプ３０Ａのポンプ要求流量の演算に用いられる要求流量テーブルが記憶されている。要求流量テーブルは、ポンプ要求流量が最小吐出流量からレバー操作量の増加に応じて増加するように設定されている。
【0066】
ポンプ要求流量演算部１２２ａは、要求流量テーブルを参照し、レバー操作量に基づいて、ポンプ要求流量を演算する。なお、ポンプ要求流量テーブルは、アーム操作量に基づくテーブルと、バケット操作量に基づくテーブルとがあり、それぞれのテーブルで決定された流量のうち、大きい方がポンプ要求流量として決定される。
【0067】
乗算部１２２ｂは、ポンプ要求流量演算部１２２ａによって演算された油圧ポンプ３０Ａのポンプ要求流量と、吐出圧検出装置１５１の第１吐出圧センサ７１によって検出された油圧ポンプ３０Ａの吐出圧と、単位換算用の係数とを乗算して、油圧ポンプ３０Ａの要求動力を算出する。
【0068】
第２ポンプ要求動力演算部１２３は、図示しないが、第１ポンプ要求動力演算部１２２と同様の機能を有し、操作量検出装置１５０のブレーキ操作量センサ５７ａによって検出されたブレーキ操作量と、吐出圧検出装置１５１の第２吐出圧センサ７２によって検出された油圧ポンプ３０Ｂの吐出圧とに基づいて、油圧ポンプ３０Ｂの要求動力を演算する。
【0069】
第３ポンプ要求動力演算部１２４は、図示しないが、第１ポンプ要求動力演算部１２２と同様の機能を有し、操作量検出装置１５０のステアリング操作量センサ５５ａによって検出されたステアリング操作量と、吐出圧検出装置１５１の第３吐出圧センサ７３によって検出された油圧ポンプ３０Ｃの吐出圧とに基づいて、油圧ポンプ３０Ｃの要求動力を演算する。
【0070】
最大値選択部１２５は、第１ポンプ要求動力演算部１２２によって演算された油圧ポンプ３０Ａの要求動力、第２ポンプ要求動力演算部１２３によって演算された油圧ポンプ３０Ｂの要求動力、及び、第３ポンプ要求動力演算部１２４によって演算された油圧ポンプ３０Ｃの要求動力のうちで最大のものを選択し、選択した要求動力を作業要求動力として決定する。
【0071】
加算部１２６は、走行要求動力演算部１２１によって演算された走行要求動力と、最大値選択部１２５で選択された作業要求動力とを加算することにより、エンジン要求動力を算出する。
【0072】
目標速度算出部１２７は、加算部１２６によって算出されたエンジン要求動力に基づいて、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを算出する。メインコントローラ１００のＲＯＭ１０２には、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの算出に用いられる速度テーブルが記憶されている。速度テーブルは、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔが最小回転速度ＮＥ＿Ｔ＿ｍｉｎからエンジン要求動力の増加に応じて増加するように設定されている。目標速度算出部１２７は、速度テーブルを参照し、エンジン要求動力に基づいて、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを算出する。
【0073】
このように、目標速度演算部１１０は、走行要求動力及び作業要求動力を合計した値を可能な限り満たすエンジン動力が発生するように、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを決定する。
【0074】
図５に示すように、偏差演算部１１１は、以下の式（１）により、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａとの偏差である回転速度偏差ＮΔを演算する。
ＮΔ＝ＮＥ＿Ｔ－ＮＥ＿Ａ ・・・（１）
目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔは、目標速度演算部１１０によって演算され、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａは、エンジン回転速度センサ６４によって検出される。
ＮΔ＝ＮＥ＿Ｔ－ＮＥ＿Ａ ・・・（１）
目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔは、目標速度演算部１１０によって演算され、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａは、エンジン回転速度センサ６４によって検出される。
【0075】
操作状態判定部１１２は、操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、操作装置５０が操作されている操作状態であるか、操作装置５０が操作されていない非操作状態であるかを判定する。操作状態判定部１１２は、操作装置５０の操作量に基づいて、判定フラグＦＬをオンまたはオフに設定し、判定フラグＦＬの設定状態に基づいて操作状態（作業状態）であるか否かを判定する。操作状態判定部１１２は、判定フラグＦＬがオンに設定されている場合には操作状態であると判定し、判定フラグＦＬがオフに設定されている場合には非操作状態であると判定する。
【0076】
操作状態判定部１１２は、判定フラグＦＬがオフに設定されている場合に、操作量検出装置１５０によって検出された操作量が第１操作量閾値Ｒ１以上になったとき、判定フラグＦＬをオフからオンに切り替える（Ｆ＝１）。第１操作量閾値Ｒ１は、作業が開始されたときの操作量に相当し、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。第１操作量閾値Ｒ１は、例えば、最大操作量を１００％としたときの１０％程度の操作量に相当する。なお、本実施形態では、操作装置５０として、アクセル操作装置５６、アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３がある。このため、操作状態判定部１１２は、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のいずれかが第１操作量閾値Ｒ１以上になった場合に、判定フラグＦＬをオンに設定する。
【0077】
操作状態判定部１１２は、判定フラグＦＬがオンの設定されている場合に、操作量検出装置１５０によって検出された操作量が第２操作量閾値Ｒ２以下になったとき、判定フラグＦＬをオンからオフに切り替える（Ｆ＝０）。第２操作量閾値Ｒ２は、作業が終了したときの操作量に相当し、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。第２操作量閾値Ｒ２は、第１操作量閾値Ｒ１よりも小さい値であり、例えば、最大操作量を１００％としたときの５％程度の操作量に相当する。なお、本実施形態では、操作装置５０として、アクセル操作装置５６、アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３がある。このため、操作状態判定部１１２は、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のいずれもが第２操作量閾値Ｒ２以下になった場合に、判定フラグＦＬをオフに設定する。
【0078】
補正値演算部１１３は、回転速度偏差ＮΔに基づいて、以下の式（２）により、回転速度補正値ＮＣを演算する。
ＮＣ＝ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ ・・・（２）
式（２）において、ＫＩは積分ゲイン、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。回転速度偏差ＮΔは、偏差演算部１１１によって演算される。このように、補正値演算部１１３は、回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）を演算し、演算した時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に積分ゲインＫＩを乗じることによって回転速度補正値ＮＣを演算する。積分ゲインＫＩは、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
ＮＣ＝ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ ・・・（２）
式（２）において、ＫＩは積分ゲイン、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。回転速度偏差ＮΔは、偏差演算部１１１によって演算される。このように、補正値演算部１１３は、回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）を演算し、演算した時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に積分ゲインＫＩを乗じることによって回転速度補正値ＮＣを演算する。積分ゲインＫＩは、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
【0079】
図７は、エンジン負荷と回転速度偏差ＮΔとの関係を示す相関マップの一例を示す図である。図７に示すように、この相関マップで示されるホイールローダ１の特性は、予め計算もしくは実験によって決定される。相関マップに示されるように、ホイールローダ１では、アイドリング時には、エンジン負荷が最小負荷、回転速度偏差ＮΔが最小偏差ＮΔｍｉｎとなり、エンジン負荷が増加するほど回転速度偏差ＮΔが増加する。
【0080】
図７に示す相関マップで示される特性では、その傾きが大きいほど、あるエンジン負荷における回転速度偏差ＮΔが大きくなる。従って、この傾きの大きさが大きい特性であるほど、式（２）の積分ゲインＫＩを大きく設定しておくことで、回転速度補正値ＮＣを速やかに大きくすることができる。その結果、ホイールローダ１の作業開始後（操作開始後）、速やかに回転速度偏差ＮΔを減らし、速やかに所望のエンジン動力を得ることができる。積分ゲインＫＩの値は、予め計算もしくは実験に基づいて決定される。
【0081】
図５に示す補正値演算部１１３は、判定フラグＦＬがオンに設定されている場合、すなわち、操作状態判定部１１２によって操作状態であると判定されている場合、上述の式（２）で演算された値を回転速度補正値ＮＣとして決定する。補正値演算部１１３は、判定フラグＦＬがオフに設定されている場合、すなわち、操作状態判定部１１２によって非操作状態であると判定されている場合、式（２）の時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）を初期値（本実施形態では、０）に設定することにより、回転速度補正値ＮＣを所定値（本実施形態では、０）に設定する。つまり、補正値演算部１１３は、判定フラグＦＬがオフからオンに切り替わってからの回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に基づいて回転速度補正値ＮＣを演算する。
【0082】
図５に示すように、指令値演算部１１４は、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと回転速度補正値ＮＣを用いて、以下の式（３）により、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを演算する。
ＮＥ＿Ｃ＝ＮＥ＿Ｔ＋ＮＣ ・・・（３）
目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔは、目標速度演算部１１０により演算され、回転速度補正値ＮＣは、補正値演算部１１３により演算される。このように、指令値演算部１１４は、補正値演算部１１３により演算された回転速度補正値ＮＣにより目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを補正する。補正後の目標エンジン回転速度である回転速度指令値ＮＥ＿Ｃは、エンジン速度指令としてエンジンコントローラ１２０に出力される。エンジンコントローラ１２０は、入力された回転速度指令値ＮＥ＿Ｃに基づいてエンジン２０を制御する。
ＮＥ＿Ｃ＝ＮＥ＿Ｔ＋ＮＣ ・・・（３）
目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔは、目標速度演算部１１０により演算され、回転速度補正値ＮＣは、補正値演算部１１３により演算される。このように、指令値演算部１１４は、補正値演算部１１３により演算された回転速度補正値ＮＣにより目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを補正する。補正後の目標エンジン回転速度である回転速度指令値ＮＥ＿Ｃは、エンジン速度指令としてエンジンコントローラ１２０に出力される。エンジンコントローラ１２０は、入力された回転速度指令値ＮＥ＿Ｃに基づいてエンジン２０を制御する。
【0083】
なお、判定フラグＦＬがオフに設定されている場合、すなわち操作状態判定部１１２によって非操作状態であると判定されている場合、補正値演算部１１３は、回転速度補正値ＮＣを０に設定する。つまり、指令値演算部１１４は、非操作状態であると判定されている場合には、回転速度補正値ＮＣによる目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの補正を行わない。
【0084】
以下、図８Ａ及び図８Ｂを参照してメインコントローラ１００により実行されるエンジン制御について説明する。図８Ａは、メインコントローラ１００により実行されるエンジン制御のフローチャートである。図８Ｂは、図８Ａのフローチャートに示す判定フラグＦＬの設定処理のフローチャートである。図８Ａのフローチャートに示す処理は、例えばイグニッションスイッチ（エンジンキースイッチ）がオンされることにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、初期設定において、判定フラグＦＬはオフに設定される。
【0085】
ステップＳ１１０において、目標速度演算部１１０は、操作量検出装置１５０、吐出圧検出装置１５１及びモータ速度センサ５８の検出結果に基づいて、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算し、ステップＳ１１５へ進む。
【0086】
ステップＳ１１５において、偏差演算部１１１は、ステップＳ１１０で演算された目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン回転速度センサ６４によって検出された実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａに基づいて、回転速度偏差ＮΔを演算し（式（１）参照）、ステップＳ１２０へ進む。
【0087】
ステップＳ１２０において、操作状態判定部１１２は、判定フラグＦＬの設定処理を実行する。操作状態判定部１１２は、操作量検出装置１５０によって検出された操作量に基づいて、判定フラグＦＬをオンまたはオフに設定する。図８Ｂを参照して、判定フラグＦＬの設定処理について詳しく説明する。
【0088】
図８Ｂに示すように、ステップＳ１２１において、操作状態判定部１１２は、現在設定されている判定フラグＦＬがオンであるか否かを判定する。現在設定されている判定フラグＦＬがオフである場合には処理がステップＳ１２３へ進み、現在設定されている判定フラグＦＬがオンである場合には処理がステップＳ１２７へ進む。
【0089】
ステップＳ１２３において、操作状態判定部１１２は、複数の操作装置５０の操作量のいずれかが第１操作量閾値Ｒ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ１２３において、複数の操作装置５０の操作量のいずれかが第１操作量閾値Ｒ１以上であると判定されると、処理がステップＳ１２５へ進む。ステップＳ１２３において、複数の操作装置５０の操作量のいずれもが第１操作量閾値Ｒ１未満であると判定されると、処理が図８ＡのステップＳ１３０へ進む。
【0090】
ステップＳ１２７において、操作状態判定部１１２は、複数の操作装置５０の操作量のいずれもが第２操作量閾値Ｒ２以下であるか否かを判定する。ステップＳ１２７において、複数の操作装置５０の操作量のいずれもが第２操作量閾値Ｒ２以下であると判定されると、処理がステップＳ１２９へ進む。ステップＳ１２７において、複数の操作装置５０の操作量のいずれかが第２操作量閾値Ｒ２よりも大きいと判定されると、処理が図８ＡのステップＳ１３０へ進む。
【0091】
図８Ａに示すように、ステップＳ１３０において、操作状態判定部１１２は、ステップＳ１２０で設定された判定フラグＦＬに基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定する。操作状態判定部１１２は、判定フラグＦＬがオンに設定されている場合、操作状態であると判定し、ステップＳ１４０へ進む。操作状態判定部１１２は、判定フラグＦＬがオフに設定されている場合、非操作状態であると判定し、ステップＳ１５０へ進む。
【0092】
ステップＳ１４０において、補正値演算部１１３は、ステップＳ１１５で演算された回転速度偏差ＮΔの時間積分値を演算し、演算した時間積分値に基づいて回転速度補正値ＮＣを演算して（式（２）参照）、ステップＳ１６０へ進む。
【0093】
ステップＳ１５０において、補正値演算部１１３は、回転速度補正値ＮＣのリセット処理を行う。このリセット処理では、回転速度偏差ＮΔの時間積分値が初期値（本実施形態では、０）に設定されるので、回転速度補正値ＮＣが所定値（本実施形態では、０）に設定される。リセット処理（ステップＳ１５０）が完了すると、処理がステップＳ１６０へ進む。
【0094】
ステップＳ１６０において、指令値演算部１１４は、ステップＳ１１０で演算された目標エンジン回転速度ＮＥ＿ＴにステップＳ１４０またはステップＳ１５０で演算された回転速度補正値ＮＣを加算することにより、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを演算する（式（３）参照）。
【0095】
ステップＳ１６０の処理が完了すると、本制御周期における図８Ａに示すフローチャートの処理を終了し、次の制御周期において、ステップＳ１１０の処理からステップＳ１６０までの処理を再び実行する。
【0096】
以下、図９を参照して、本実施形態に係るホイールローダ１の主な動作と作用効果について説明する。図９は、本実施形態に係るホイールローダ１の各パラメータ（アクセル操作量ＲＡ、作業操作量ＲＩ、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃ、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａ、エンジン動力ＰＥ）の時系列変化を示す図である。以下では、掘削作業を行う場合のホイールローダ１の動作の一例について説明する。また、本実施形態の作用効果を明確にするため、式（２）で算出される回転速度補正値ＮＣによって目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを補正しない比較例と比べながら説明する。なお、本実施形態に係るホイールローダ１と本実施形態の比較例に係るホイールローダとでは、各種操作装置に対するオペレータの操作手順及び操作量は同じであるものとする。
【0097】
図９において、本実施形態の各パラメータの時系列変化は実線で示し、比較例の各パラメータの時系列変化は破線で示す。図９（ａ）～（ｅ）の横軸は、時刻（経過時間）を示す。図９（ａ）の縦軸はアクセル操作量センサ５６ａによって検出されたアクセル操作量ＲＡを示し、図９（ｂ）の縦軸は操作量センサ５２ａ，５３ａで検出されたアーム操作量及びバケット操作量のうちの大きい方である作業操作量ＲＩを示し、図９（ｃ）の縦軸は指令値演算部１１４により演算された回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを示し、図９（ｄ）の縦軸はエンジン回転速度センサ６４により検出された実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを示し、図９（e）の縦軸はエンジン２０が出力する動力であるエンジン動力ＰＥを示す。
【0098】
図９において、時刻ｔ０は、オペレータがアクセル操作装置５６を操作し、車体８が前進し始めた時刻である。すなわち、時刻ｔ０は判定フラグＦＬがオフからオンに切り替えられた時刻である。時刻ｔ１は、オペレータが作業操作装置（アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３）を操作し、車体８を前進させつつ、アーム２とバケット３によって土砂を掬う動作をし始めた時刻である。時刻ｔ２は、オペレータが土砂の掬い込みを終了するためにアクセル操作装置５６及び作業操作装置（アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３）の操作を終了し、車体８、アーム２、及びバケット３が停止し始めた時刻である。
【0099】
図９（ａ）に示すように、アクセル操作量ＲＡは時刻ｔ０までは小さい。これは、時刻ｔ０までは、オペレータがアクセル操作装置５６を操作しておらず、ホイールローダ１が停止しているためである。時刻ｔ０で車体８の前進走行が開始され、アクセル操作量ＲＡが急増する。なお、掘削中もバケット３を掘削対象９１に貫入し続ける必要があるため、時刻ｔ１を過ぎてもアクセル操作量ＲＡは大きいままである。その後、時刻ｔ２で掘削作業が終了するため、アクセル操作量ＲＡが急減する。
【0100】
図９（ｂ）に示すように、作業操作量ＲＩは時刻ｔ１までは小さい。時刻ｔ１までは、ホイールローダ１が掘削対象９１に貫入していない。時刻ｔ１からアーム２を上昇させつつバケット３に土砂を掬い込むための作業操作装置（アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３）の操作が開始され、作業操作量ＲＩが急増する。その後、時刻ｔ２で掘削作業が終了するため、作業操作量ＲＩが急減する。
【0101】
図９（ｃ）に示すように、比較例の場合、時刻ｔ０からのアクセル操作量ＲＡの急増に応じて、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが低回転速度ＮＬから中回転速度ＮＭまで増加している。その後、時刻ｔ１からの作業操作量ＲＩの急増に応じて、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが中回転速度ＮＭから高回転速度ＮＨまで増加している。
【0102】
これに対して、本実施形態の場合、時刻ｔ０からのアクセル操作量ＲＡの急増に応じて、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが低回転速度ＮＬから中回転速度ＮＭより少し高い値まで増加し、その後、中回転速度ＮＭに向かって徐々に低下している。これは、時刻ｔ０で判定フラグＦＬがオフからオンに切り替わり、０（ゼロ）から速やかに増加した回転速度補正値ＮＣが目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔに加算されることにより回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが演算されるためである。そして、時刻ｔ１からの作業操作量ＲＩの急増に応じて、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが中回転速度ＮＭから高回転速度ＮＨより少し高い値まで増加し、その後、高回転速度ＮＨに向かって徐々に低下している。これも、判定フラグＦＬがオンのままであり、回転速度補正値ＮＣが目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔに加算されることにより回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが演算されるためである。
【0103】
図９（ｄ）に示すように、比較例において、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａは、時刻ｔ０からの回転速度指令値ＮＥ＿Ｃの増加に追随して増加する。実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａは、低回転速度ＮＬから中回転速度ＮＭより少し低い値までは速やかに増加するが、その後、中回転速度ＮＭに向かって徐々に増加する。これは、上述のように、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃ（＝目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔ）の増加に伴って回転速度偏差ＮΔが増大したことにより燃料噴射量が増加し、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが中回転速度ＮＭより少し低い値でエンジン負荷と釣り合ったためである。
【0104】
エンジンコントローラ１２０は、燃料噴射量の積分制御を実行する。このため、燃料噴射量が徐々に増加するのに伴って、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが中回転速度ＮＭに向かって徐々に増加する。時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけても、上述の理由によって、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃの増加に対して実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが同様の挙動を示している。
【0105】
これに対して、図９（ｄ）に示すように、本実施形態の場合、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａは、時刻ｔ０からの回転速度指令値ＮＥ＿Ｃの増加に追随して、中回転速度ＮＭまで速やかに増加する。これは、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃが中回転速度ＮＭより少し高い値まで増加したことにより、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが増加した直後の回転速度偏差分を吸収しているためである。そして、エンジンコントローラ１２０が、燃料噴射量の積分制御によって燃料噴射量を徐々に増加させるのに伴って、メインコントローラ１００は、回転速度補正値ＮＣの積分制御によって回転速度補正値ＮＣを減少させる。これにより、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａは、中回転速度ＮＭの状態のまま維持される。時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけても、上述の理由によって、回転速度指令値ＮＥ＿Ｃの増加に対して実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが同様の挙動を示している。
【0106】
図９（ｅ）に示すように、比較例において、エンジン動力ＰＥは、時刻ｔ０から実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの増加に応じて、低動力ＰＬから増加している。ここで、比較例の場合、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが中回転速度ＮＭより低いため、エンジン動力ＰＥが所望の動力である中動力ＰＭまで増加していない。その後、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが中回転速度ＮＭに向かって増加するのに伴って、エンジン動力ＰＥが中動力ＰＭに向かって徐々に増加しているが、次の操作タイミングである時刻ｔ１までに回転速度偏差ＮΔがなくなっていない。その結果、比較例では、時刻ｔ２までに所望のエンジン動力が得られていない。時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけても、上述の理由によって、エンジン動力ＰＥが同様の挙動を示しており、所望のエンジン動力を得ることができていない。
【0107】
これに対して、図９（ｅ）に示すように、本実施形態の場合、時刻ｔ０からの実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの増加に応じて、エンジン動力ＰＥが低動力ＰＬから所望の動力である中動力ＰＭまで速やかに増加している。これは、時刻ｔ０から実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが速やかに中回転速度ＮＭまで増加しているためである。その後、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけても、上述の理由によって、エンジン動力ＰＥが同様の挙動を示しており、所望のエンジン動力を得ることができている。
【0108】
以上のように、車体８の前進走行と作業装置６の動作が行われる掘削作業の場合、比較例では、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが回転速度指令値ＮＥ＿Ｃよりも低い状態が長く続くため、エンジン動力ＰＥは作業に必要なエンジン動力（すなわち、所望の動力）に満たず、作業効率が低下してしまう。
【0109】
これに対して、本実施形態では、メインコントローラ１００が回転速度偏差ＮΔを相殺するように回転速度補正値ＮＣを目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔに加算した回転速度指令値ＮＥ＿Ｃをエンジンコントローラ１２０に出力する。これにより、作業を行うための操作開始後、エンジン動力ＰＥが作業に必要なエンジン動力（すなわち、所望の動力）まで速やかに上昇する。その結果、本実施形態では、比較例よりもホイールローダ１による作業の効率を向上することができる。
【0110】
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめると、以下のとおりである。
【0111】
（１）本実施形態に係るホイールローダ（作業機械）１は、車体８と、車体８に搭載されたエンジン２０と、車体８に備えられた車輪７を駆動する走行駆動装置４５と、エンジン２０により駆動される油圧ポンプ３０Ａと、油圧ポンプ３０Ａから吐出される作動油によって伸縮動作される油圧シリンダ（アームシリンダ４及びバケットシリンダ５）と、油圧シリンダ（アームシリンダ４及びバケットシリンダ５）の伸縮動作に応じて動かされる駆動対象部材（アーム２及びバケット３）とを有する作業装置６と、走行駆動装置４５及び作業装置６の少なくともいずれかを操作する操作装置５０と、操作装置５０の操作量を検出する操作量検出装置１５０と、エンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａを検出するエンジン回転速度センサ６４と、エンジン２０を制御する制御装置（メインコントローラ１００及びエンジンコントローラ１２０）と、を備えている。
【0112】
メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔを演算する。メインコントローラ１００は、演算されたエンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン回転速度センサ６４により検出されたエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）を演算する。メインコントローラ１００は、演算された時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に基づいて回転速度補正値ＮＣを演算する。メインコントローラ１００は、演算された回転速度補正値ＮＣとエンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとを加算して、エンジン２０の回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを演算する。メインコントローラ１００は、演算されたエンジン２０の回転速度指令値ＮＥ＿Ｃに基づいてエンジン２０を制御する。メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、操作装置５０（アクセル操作装置５６、アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３のいずれか）が操作されている操作状態であるか、操作装置５０（アクセル操作装置５６、アーム操作装置５２及びバケット操作装置５３の全て）が操作されていない非操作状態であるかを判定する。メインコントローラ１００は、非操作状態であると判定された場合には、時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）を予め定めた初期値（本実施形態では、０）に設定し、エンジン２０を制御する。すなわち、メインコントローラ１００は、時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）を初期化し、回転速度補正値ＮＣを所定値（本実施形態では、０）に設定してエンジン２０を制御する。
【0113】
したがって、例えば、オペレータが作業を行うための操作を開始すると、その時点からの回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）が演算され、演算された時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に基づいて回転速度補正値ＮＣが演算され、回転速度補正値ＮＣによってエンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔが補正される。
【0114】
この補正により、メインコントローラ１００は、回転速度偏差ＮΔを相殺するように回転速度指令値ＮＥ＿Ｃをエンジンコントローラ１２０に出力することになる。これにより、作業を行うための操作開始後、エンジン動力ＰＥが作業に必要なエンジン動力（すなわち、所望の動力）まで速やかに上昇する。このように、本実施形態では、オペレータによる補正特性の調整作業等などが不要であり、オペレータの手間をかけることなく、かつ、無駄な燃料を消費せずに、所望のエンジン動力を速やかに得ることができる。
【0115】
（２）また、エンジンコントローラ１２０は、燃料噴射量が徐々に増加するように、燃料噴射量の積分制御を実行する。エンジンコントローラ１２０が、燃料噴射量の積分制御によって燃料噴射量を徐々に増加させるのに伴って、メインコントローラ１００は、回転速度補正値ＮＣの積分制御によって回転速度補正値ＮＣを減少させる。これにより、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを超えないように制御することができる。その結果、不必要なエンジン動力の発生と過大なエンジン負荷の増大を防ぐことができるので、無駄な燃料の消費を防止することができる。
【0116】
（３）ホイールローダ１は、エンジン２０の動力により発電する発電電動機（発電機）４０を備える。走行駆動装置４５は、発電電動機４０によって発電された電力により駆動され車輪７を動作させる走行電動機（電動モータ）４３を備える。
【0117】
本実施形態では、エンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａと走行電動機４３の回転速度とはリンクしておらず、個別に制御される。このような構成では、エンジン２０が発生した動力ＰＥから作業装置６と走行装置１１に供給した動力を差し引いた動力がエンジン２０の軸で消費されて実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが変動する。したがって、上述した比較例では、所望のエンジン動力に満たない場合、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの維持や増加に消費されるはずのエンジン動力が不足し、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが低下して作業効率の低下を招いてしまう。これに対して、本実施形態では、回転速度偏差ＮΔの時間積分値に基づいて回転速度補正値ＮＣを演算し、回転速度補正値ＮＣによりエンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔを補正する。このため、エンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａと、走行装置１１を駆動する走行電動機４３の回転速度とがそれぞれ独立して制御される構成において、エンジン動力の不足を防止することにより、作業効率の低下を効果的に抑制することができる。
【0118】
（４）メインコントローラ１００は、非操作状態であると判定されている場合に、回転速度補正値ＮＣを０に設定する（図８ＡのＳ１３０でＮｏ→Ｓ１５０）。これにより、アイドリング中など作業を行っていない場合には、回転速度偏差ＮΔ（最小偏差ＮΔｍｉｎ）に基づく目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの補正は行われない。その結果、無駄な燃料の消費を防止することができる。
【0119】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るホイールローダ１について説明する。なお、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第２実施形態では、図５に示す補正値演算部１１３による回転速度補正値ＮＣの演算方法が、第１実施形態と異なっている。
第２実施形態に係るホイールローダ１について説明する。なお、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第２実施形態では、図５に示す補正値演算部１１３による回転速度補正値ＮＣの演算方法が、第１実施形態と異なっている。
【0120】
具体的には、補正値演算部１１３は、偏差演算部１１１によって演算された回転速度偏差ＮΔに基づいて、以下の式（４）を用いて回転速度補正値ＮＣを演算する。
ＮＣ＝ＫＰ×ＮΔ＋ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ ・・・（４）
ここで、ＫＰは比例ゲインであり、ＫＩは積分ゲインであり、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。
ＮＣ＝ＫＰ×ＮΔ＋ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ ・・・（４）
ここで、ＫＰは比例ゲインであり、ＫＩは積分ゲインであり、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。
【0121】
第２実施形態に係るメインコントローラ１００は、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に積分ゲインＫＩを乗じた値（ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ）と、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔに比例ゲインＫＰを乗じた値（ＫＰ×ＮΔ）とを加算することにより、回転速度補正値ＮＣを演算する。比例ゲインＫＰ及び積分ゲインＫＩは、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
【0122】
このように、本実施形態では、メインコントローラ１００が、ＰＩ制御（比例・積分制御）により、回転速度補正値ＮＣを演算する。これにより、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａよりも大きい目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔが設定された場合に、より速やかに実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔまで上昇させ回転速度偏差ＮΔを低減することができる。
【0123】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るホイールローダ１について説明する。なお、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第３実施形態では、図５に示す補正値演算部１１３による回転速度補正値ＮＣの演算方法が、第１実施形態と異なっている。
第３実施形態に係るホイールローダ１について説明する。なお、第１実施形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。第３実施形態では、図５に示す補正値演算部１１３による回転速度補正値ＮＣの演算方法が、第１実施形態と異なっている。
【0124】
具体的には、補正値演算部１１３は、偏差演算部１１１によって演算された回転速度偏差ＮΔに基づいて、以下の式（５）を用いて回転速度補正値ＮＣを演算する。
ＮＣ＝ＫＰ×ＮΔ＋ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ＋ＫＤ×ｄＮΔ／ｄｔ ・・・（５）
ここで、ＫＰは比例ゲインであり、ＫＩは積分ゲインであり、ＫＤは微分ゲインであり、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。
ＮＣ＝ＫＰ×ＮΔ＋ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ＋ＫＤ×ｄＮΔ／ｄｔ ・・・（５）
ここで、ＫＰは比例ゲインであり、ＫＩは積分ゲインであり、ＫＤは微分ゲインであり、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。
【0125】
第３実施形態に係るメインコントローラ１００は、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に積分ゲインＫＩを乗じた値（ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ）と、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔに比例ゲインＫＰを乗じた値（ＫＰ×ＮΔ）と、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔの時間微分値（ｄＮΔ／ｄｔ）に微分ゲインＫＤを乗じた値（ＫＤ×ｄＮΔ／ｄｔ）とを加算することにより、回転速度補正値ＮＣを演算する。比例ゲインＫＰ、積分ゲインＫＩ及び微分ゲインＫＤは、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
【0126】
このように、本実施形態では、メインコントローラ１００が、ＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）により、回転速度補正値ＮＣを演算する。これにより、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａよりも大きい目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔが設定された場合に、より速やかに実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔまで上昇させ回転速度偏差ＮΔを低減することができる。なお、本第３実施形態は、第２実施形態のＰＩ制御にＤ制御を付加した制御であるため、回転速度偏差ＮΔの発生から定常状態（実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａが目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔに一致している状態）に至るまでの過渡応答特性を第２実施形態に比べて改善することができる。その結果、本第３実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態に対して、より速やかに所望のエンジン動力ＰＥを得ることができる。
【0127】
以上のとおり、第１実施形態から第３実施形態に係るホイールローダ１について説明したが、次のような変形例も本発明の範囲内である。
【0128】
＜変形例１＞
第１実施形態では、メインコントローラ１００がＩ制御（積分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算する例について説明し、第２実施形態では、メインコントローラ１００がＰＩ制御（比例・積分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算し、第３実施形態では、メインコントローラ１００がＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインコントローラ１００は、ＩＤ制御（積分・微分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算してもよい。
第１実施形態では、メインコントローラ１００がＩ制御（積分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算する例について説明し、第２実施形態では、メインコントローラ１００がＰＩ制御（比例・積分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算し、第３実施形態では、メインコントローラ１００がＰＩＤ制御（比例・積分・微分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。メインコントローラ１００は、ＩＤ制御（積分・微分制御）により回転速度補正値ＮＣを演算してもよい。
【0129】
この場合、図５に示す補正値演算部１１３は、偏差演算部１１１によって演算された回転速度偏差ＮΔに基づいて、以下の式（６）を用いて回転速度補正値ＮＣを演算する。
ＮＣ＝ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ＋ＫＤ×ｄＮΔ／ｄｔ ・・・（６）
ここで、ＫＩは積分ゲインであり、ＫＤは微分ゲインであり、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。
ＮＣ＝ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ＋ＫＤ×ｄＮΔ／ｄｔ ・・・（６）
ここで、ＫＩは積分ゲインであり、ＫＤは微分ゲインであり、ｄｔはメインコントローラ１００の制御周期である。
【0130】
本変形例１に係るメインコントローラ１００は、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔの時間積分値（∫ＮΔ×ｄｔ）に積分ゲインＫＩを乗じた値（ＫＩ×∫ＮΔ×ｄｔ）と、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとエンジン２０の実回転速度ＮＥ＿Ａとの差である回転速度偏差ＮΔの時間微分値（ｄＮΔ／ｄｔ）に微分ゲインＫＤを乗じた値（ＫＤ×ｄＮΔ／ｄｔ）とを加算することにより、回転速度補正値ＮＣを演算する。
【0131】
このように、本実施形態では、メインコントローラ１００が、ＩＤ制御により、回転速度補正値ＮＣを演算する。これにより、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａよりも大きい目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔが設定された場合に、第１実施形態に比べて、より速やかに実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａを目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔまで上昇させ回転速度偏差ＮΔを低減することができる。
【0132】
＜変形例２＞
上記実施形態では、メインコントローラ１００が、操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定し、非操作状態であると判定された場合に、回転速度偏差ＮΔの時間積分値を初期値に設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
上記実施形態では、メインコントローラ１００が、操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定し、非操作状態であると判定された場合に、回転速度偏差ＮΔの時間積分値を初期値に設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【0133】
メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０の検出結果に基づいて、非操作状態から操作状態に切り替わったか否かを判定し、非操作状態から操作状態に切り替わったと判定された場合に、回転速度偏差ＮΔの時間積分値を初期値に設定しエンジン２０を制御してもよい。
【0134】
図１０を参照して、本変形例に係るメインコントローラ１００により実行されるエンジン制御について説明する。図１０は、図８Ａと同様の図であり、メインコントローラ１００により実行されるエンジン制御のフローチャートである。本変形例に係るメインコントローラ１００は、図８ＡのフローチャートのステップＳ１３０の処理に代えて、ステップＳ２３０の処理を実行する。また、メインコントローラ１００は、図８ＡのフローチャートのステップＳ１６０の処理に代えて、ステップＳ２４５，Ｓ２６０，Ｓ２６５の処理を実行する。なお、図８Ａのフローチャートに示す処理と同じ処理には同じ符号を付し、以下では、図８Ａのフローチャートに示す処理と異なる部分を主に説明する。
【0135】
図１０に示すように、メインコントローラ１００は、判定フラグの設定処理（ステップＳ１２０）を完了すると、ステップＳ２３０へ進み、非操作状態から操作状態に切り替わったか否かを判定する。例えば、メインコントローラ１００は、一つ前の制御周期のステップＳ１２０において設定された判定フラグＦＬがオフであり、今回の制御周期のステップＳ１２０において設定された判定フラグＦＬがオンである場合に、非操作状態から操作状態に切り替わったと判定し、ステップＳ１５０へ進む。それ以外の場合、メインコントローラ１００は、非操作状態から操作状態に切り替わっていないと判定し、ステップＳ１４０へ進む。
【0136】
ステップＳ１５０において、メインコントローラ１００は、上記実施形態と同様の処理を実行した後、ステップＳ１４０へ進む。ステップＳ１４０において、メインコントローラ１００は、上記実施形態と同様の処理を実行した後、ステップＳ２４５へ進む。ステップＳ２４５において、メインコントローラ１００は、上記実施形態で説明したステップＳ１３０と同様の処理を実行する。ステップＳ２４５において、メインコントローラ１００は、ステップＳ１２０で設定された判定フラグＦＬに基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定する。メインコントローラ１００は、判定フラグＦＬがオンに設定されている場合、操作状態であると判定し、ステップＳ２６０へ進む。メインコントローラ１００は、判定フラグＦＬがオフに設定されている場合、非操作状態であると判定し、ステップＳ２６５へ進む。
【0137】
ステップＳ２６０において、メインコントローラ１００は、ステップＳ１１０で演算された目標エンジン回転速度ＮＥ＿ＴをステップＳ１４０で演算された回転速度補正値ＮＣによって補正する。具体的には、指令値演算部１１４は、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔに回転速度補正値ＮＣを加算することにより、補正後の目標エンジン回転速度である回転速度指令値ＮＥ＿Ｃを演算する。ステップＳ２６０の処理が完了すると、本制御周期における図１０に示すフローチャートの処理を終了する。
【0138】
ステップＳ２６５において、メインコントローラ１００は、ステップＳ１１０で演算された目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを補正することなく、そのまま回転速度指令値ＮＥ＿Ｃとして演算する。ステップＳ２６５の処理が完了すると、本制御周期における図１０に示すフローチャートの処理を終了する。
【0139】
このような変形例によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、メインコントローラ１００は、判定フラグＦＬがオフからオンに切り替わった時、回転速度偏差ＮΔの時間積分値を初期値に設定し、回転速度補正値ＮＣを所定値にリセットする。これにより、判定フラグＦＬがオフからオンに切り替わった直後に、積分項が蓄積されていることによって回転速度補正値ＮＣが急増し、実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの挙動が不安定になることを防ぐことができる。
【0140】
＜変形例３＞
上記実施形態では、操作量検出装置１５０により検出された操作量が第１操作量閾値Ｒ１以上になったときに、判定フラグＦＬがオンに設定され、操作量検出装置１５０により検出された操作量が第２操作量閾値Ｒ２以下になったときに、判定フラグＦＬがオフに設定される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
上記実施形態では、操作量検出装置１５０により検出された操作量が第１操作量閾値Ｒ１以上になったときに、判定フラグＦＬがオンに設定され、操作量検出装置１５０により検出された操作量が第２操作量閾値Ｒ２以下になったときに、判定フラグＦＬがオフに設定される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【0141】
メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０により検出された操作量が予め定めた第１操作量閾値Ｒ１以上である状態が予め定めた第１時間Ｔ１継続した場合に、操作状態であると判定し、操作量検出装置１５０により検出された操作量が予め定めた第２操作量閾値Ｒ２以下である状態が予め定めた第２時間Ｔ２継続した場合に、非操作状態であると判定してもよい。なお、上述したように、第２操作量閾値Ｒ２は、第１操作量閾値Ｒ１よりも小さい。
【0142】
図１１を参照して、本変形例に係るメインコントローラ１００による判定フラグＦＬの設定処理について説明する。図１１は、図８Ｂと同様の図であり、本変形例に係るメインコントローラ１００により実行される判定フラグの設定処理のフローチャートである。本変形例に係るメインコントローラ１００は、図１１に示すように、判定フラグの設定処理（図８ＡのステップＳ１２０）において、まず、ステップＳ１２１の処理を実行する。ステップＳ１２１において、メインコントローラ１００は、現在設定されている判定フラグＦＬがオンであるか否かを判定する。現在設定されている判定フラグＦＬがオフである場合には処理がステップＳ３２３へ進み、現在設定されている判定フラグＦＬがオンである場合には処理がステップＳ３２７へ進む。
【0143】
ステップＳ３２３において、メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のいずれかが、第１操作量閾値Ｒ１以上になると、その時点からの時間の計測を開始する。メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のいずれかが、第１操作量閾値Ｒ１以上である状態が第１時間Ｔ１継続したか否かを判定する。ステップＳ３２３において、複数の操作装置５０の操作量のいずれかが第１操作量閾値Ｒ１以上である状態が第１時間Ｔ１継続したと判定された場合、処理がステップＳ１２５へ進み、それ以外の場合には、処理が図８ＡのステップＳ１３０へ進む。第１時間Ｔ１は、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
【0144】
ステップＳ３２７において、メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のいずれもが、第２操作量閾値Ｒ２以下になると、その時点からの時間の計測を開始する。メインコントローラ１００は、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のいずれもが、第２操作量閾値Ｒ２以下である状態が第２時間Ｔ２継続したか否かを判定する。ステップＳ３２７において、複数の操作装置５０の操作量のいずれもが第２操作量閾値Ｒ２以下である状態が第２時間Ｔ２継続したと判定された場合、処理がステップＳ１２９へ進み、それ以外の場合には、処理が図８ＡのステップＳ１３０へ進む。第２時間Ｔ２は、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
【0145】
【0146】
本変形例では、操作量検出装置１５０によって検出された操作量が操作量閾値以上、あるいは操作量閾値以下になって直ぐに判定フラグＦＬを切り替えるのではなく、操作量が操作量閾値以上、あるいは操作量閾値以下になった後、その状態が所定時間継続した場合に判定フラグＦＬを切り替える。これにより、非作業中に、アクセル操作装置５６のアクセルペダル、あるいはアーム操作装置５２及びバケット操作装置５３の操作レバーを少しの間だけ操作したり、作業中に、アクセル操作装置５６のアクセルペダル、あるいはアーム操作装置５２及びバケット操作装置５３の操作レバーの操作を少しの間だけ中断したりした場合には、判定フラグＦＬは現状の状態を維持する。このため、本変形例によれば、ホイールローダ１を安定して動作させることができる。
【0147】
＜変形例４＞
上記実施形態では、走行装置１１に動力を供給する単一の走行電動機４３が、ホイールローダ１に搭載される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。複数の走行電動機４３を備えたホイールローダ１に本発明を適用してもよい。本発明は、例えば、左側の前輪７Ａを駆動する走行電動機４３と、右側の前輪７Ａを駆動する走行電動機４３とを備えたホイールローダ１に適用することができる。また、本発明は、例えば、左右一対の前輪７Ａ及び左右一対の後輪７Ｂのそれぞれを駆動する４つの走行電動機４３を備えたホイールローダ１に適用することもできる。なお、走行電動機４３は、変速機を介して車輪７と接続されていてもよいし、車輪７に一体化する構成としてもよい。
上記実施形態では、走行装置１１に動力を供給する単一の走行電動機４３が、ホイールローダ１に搭載される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。複数の走行電動機４３を備えたホイールローダ１に本発明を適用してもよい。本発明は、例えば、左側の前輪７Ａを駆動する走行電動機４３と、右側の前輪７Ａを駆動する走行電動機４３とを備えたホイールローダ１に適用することができる。また、本発明は、例えば、左右一対の前輪７Ａ及び左右一対の後輪７Ｂのそれぞれを駆動する４つの走行電動機４３を備えたホイールローダ１に適用することもできる。なお、走行電動機４３は、変速機を介して車輪７と接続されていてもよいし、車輪７に一体化する構成としてもよい。
【0148】
＜変形例５＞
上記実施形態では、作業機械が電動駆動式のホイールローダである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば、トルクコンバータ駆動式のホイールローダ、エンジン２０の動力を油圧に変換して車輪７に伝達するＨＳＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）駆動式のホイールローダに適用してもよい。なお、トルクコンバータ駆動式のホイールローダでは、エンジン２０の実回転速度に応じて車輪７が駆動されるため、エンジン２０の実回転速度の低下という事象が起こりにくい。これに対して、ＨＳＴ駆動式のホイールローダは、エンジン２０の実回転速度と、油圧モータの回転速度とがそれぞれ独立して制御される構成である。このため、上記実施形態で説明した電動駆動式ホイールローダと同様、エンジン２０の負荷上昇に起因したエンジン２０の実回転速度の低下が起こりやすい。このため、本発明を適用することにより、上記実施形態と同様、特に高い効果が得られる。
上記実施形態では、作業機械が電動駆動式のホイールローダである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、例えば、トルクコンバータ駆動式のホイールローダ、エンジン２０の動力を油圧に変換して車輪７に伝達するＨＳＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）駆動式のホイールローダに適用してもよい。なお、トルクコンバータ駆動式のホイールローダでは、エンジン２０の実回転速度に応じて車輪７が駆動されるため、エンジン２０の実回転速度の低下という事象が起こりにくい。これに対して、ＨＳＴ駆動式のホイールローダは、エンジン２０の実回転速度と、油圧モータの回転速度とがそれぞれ独立して制御される構成である。このため、上記実施形態で説明した電動駆動式ホイールローダと同様、エンジン２０の負荷上昇に起因したエンジン２０の実回転速度の低下が起こりやすい。このため、本発明を適用することにより、上記実施形態と同様、特に高い効果が得られる。
【0149】
＜変形例６＞
目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの演算方法は、上記実施形態で説明した方法に限定されない。
目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの演算方法は、上記実施形態で説明した方法に限定されない。
【0150】
＜変形例６―１＞
例えば、最大値選択部１２５に代えて、油圧ポンプ３０Ａの要求動力、油圧ポンプ３０Ｂの要求動力、及び、油圧ポンプ３０Ｃの要求動力の総和を演算する演算部を設けてもよい。
例えば、最大値選択部１２５に代えて、油圧ポンプ３０Ａの要求動力、油圧ポンプ３０Ｂの要求動力、及び、油圧ポンプ３０Ｃの要求動力の総和を演算する演算部を設けてもよい。
【0151】
＜変形例６―２＞
メインコントローラ１００は、アーム操作装置５２、バケット操作装置５３及びアクセル操作装置５６の操作量のそれぞれと、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルに基づいて、操作量に応じた目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算してもよい。この場合、メインコントローラ１００は、アーム操作量と目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルを参照し、アーム操作装置５２の操作量に基づいて第１目標エンジン回転速度を演算する。また、メインコントローラ１００は、バケット操作量と目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルを参照し、バケット操作装置５３の操作量に基づいて第２目標エンジン回転速度を演算する。さらに、メインコントローラ１００は、アクセル操作量と目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルを参照し、アクセル操作装置５６の操作量に基づいて第３目標エンジン回転速度を演算する。メインコントローラ１００は、第１～第３目標エンジン回転速度のうち最大のものを選択し、選択した目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを回転速度補正値ＮＣによって補正してエンジンコントローラ１２０に回転速度指令として出力する。
メインコントローラ１００は、アーム操作装置５２、バケット操作装置５３及びアクセル操作装置５６の操作量のそれぞれと、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルに基づいて、操作量に応じた目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算してもよい。この場合、メインコントローラ１００は、アーム操作量と目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルを参照し、アーム操作装置５２の操作量に基づいて第１目標エンジン回転速度を演算する。また、メインコントローラ１００は、バケット操作量と目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルを参照し、バケット操作装置５３の操作量に基づいて第２目標エンジン回転速度を演算する。さらに、メインコントローラ１００は、アクセル操作量と目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルを参照し、アクセル操作装置５６の操作量に基づいて第３目標エンジン回転速度を演算する。メインコントローラ１００は、第１～第３目標エンジン回転速度のうち最大のものを選択し、選択した目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを回転速度補正値ＮＣによって補正してエンジンコントローラ１２０に回転速度指令として出力する。
【0152】
＜変形例６―３＞
メインコントローラ１００は、アーム操作装置５２の操作量、バケット操作装置５３の操作量及びアクセル操作装置５６の操作量の総和と、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルに基づいて、操作量の総和に応じた目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算してもよい。
メインコントローラ１００は、アーム操作装置５２の操作量、バケット操作装置５３の操作量及びアクセル操作装置５６の操作量の総和と、エンジン２０の目標回転速度ＮＥ＿Ｔとの関係を定めたテーブルに基づいて、操作量の総和に応じた目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔを演算してもよい。
【0153】
＜変形例７＞
上記実施形態では、アーム操作量センサ５２ａ及びバケット操作量センサ５３ａがポテンショメータである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アーム操作量センサ５２ａは、フロント制御部３１を構成するアームシリンダ４の制御用の方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を検出する圧力センサであってもよい。同様に、バケット操作量センサ５３ａは、フロント制御部３１を構成するバケットシリンダ５の制御用の方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を検出する圧力センサであってもよい。
上記実施形態では、アーム操作量センサ５２ａ及びバケット操作量センサ５３ａがポテンショメータである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アーム操作量センサ５２ａは、フロント制御部３１を構成するアームシリンダ４の制御用の方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を検出する圧力センサであってもよい。同様に、バケット操作量センサ５３ａは、フロント制御部３１を構成するバケットシリンダ５の制御用の方向制御弁のパイロット室に入力されるパイロット圧を検出する圧力センサであってもよい。
【0154】
また、操作量検出装置として、アーム相対角センサ６２及びバケット相対角センサ６３を採用してもよい。例えば、メインコントローラ１００は、アーム相対角センサ６２により検出されたアーム相対角の時間変化率が予め定めた閾値以上である場合には、操作状態であると判定する。また、メインコントローラ１００は、バケット相対角センサ６３によって検出されたバケット相対角の時間変化率が予め定めた閾値以上である場合には、操作状態であると判定する。
【0155】
さらに、操作量検出装置として、カメラ等の撮影装置を採用してもよい。例えば、メインコントローラ１００は、運転室１２内を撮影する撮影装置により、オペレータの動きを監視し、オペレータの動きに基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定してもよい。また、メインコントローラ１００は、ホイールローダ１の前方を撮影する撮影装置により、作業装置６及び車輪７の動きを監視し、作業装置６及び車輪７の動きに基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定してもよい。
【0156】
操作量検出装置として、赤外線センサを採用してもよい。例えば、メインコントローラ１００は、ホイールローダ１の前方を監視する赤外線センサによって検出された情報に基づいて、操作状態であるか非操作状態であるかを判定してもよい。この場合、メインコントローラ１００は、赤外線センサにより認識された物体とホイールローダ１との距離が変化しているときには操作状態であると判定し、赤外線センサにより認識された物体とホイールローダ１との距離が変化していないときには非操作状態であると判定する。
【0157】
＜変形例８＞
上記実施形態において、メインコントローラ１００は、外乱及びノイズの影響を避けるため、各種判定及び計算に用いる値に対して移動平均処理またはローパスフィルタ処理を施してもよい。また、回転速度補正値ＮＣに移動平均処理またはローパスフィルタ処理をすることで、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの増加直後において、回転速度補正値ＮＣの急激な変動を抑制することができる。その結果、エンジン制御の安定性及び操作性の向上を図ることができる。
上記実施形態において、メインコントローラ１００は、外乱及びノイズの影響を避けるため、各種判定及び計算に用いる値に対して移動平均処理またはローパスフィルタ処理を施してもよい。また、回転速度補正値ＮＣに移動平均処理またはローパスフィルタ処理をすることで、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの増加直後において、回転速度補正値ＮＣの急激な変動を抑制することができる。その結果、エンジン制御の安定性及び操作性の向上を図ることができる。
【0158】
＜変形例９＞
上記実施形態において、時間積分値の初期値が０（ゼロ）である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。時間積分値の初期値は、０（ゼロ）ではない任意の数値であってもよい。つまり、リセット処理（図８ＡのステップＳ１５０）において、回転速度補正値ＮＣは、０（ゼロ）に設定される場合に限定されることなく、０（ゼロ）ではない所定値に設定されてもよい。
上記実施形態において、時間積分値の初期値が０（ゼロ）である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。時間積分値の初期値は、０（ゼロ）ではない任意の数値であってもよい。つまり、リセット処理（図８ＡのステップＳ１５０）において、回転速度補正値ＮＣは、０（ゼロ）に設定される場合に限定されることなく、０（ゼロ）ではない所定値に設定されてもよい。
【0159】
＜変形例１０＞
上記実施形態で説明したメインコントローラ１００の機能は、それらの一部または全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現してもよい。
上記実施形態で説明したメインコントローラ１００の機能は、それらの一部または全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現してもよい。
【0160】
＜変形例１１＞
上記実施形態で説明したメインコントローラ１００の機能の一部または全部をエンジンコントローラ１２０が有していてもよいし、上記実施形態で説明したエンジンコントローラ１２０の機能の一部または全部をメインコントローラ１００が有していてもよい。
上記実施形態で説明したメインコントローラ１００の機能の一部または全部をエンジンコントローラ１２０が有していてもよいし、上記実施形態で説明したエンジンコントローラ１２０の機能の一部または全部をメインコントローラ１００が有していてもよい。
【0161】
＜変形例１２＞
上記実施形態では、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量に基づいて、判定フラグＦＬのオンオフの設定処理を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のうちの一つのみに基づいて、判定フラグＦＬのオンオフの設定処理を実行してもよい。
上記実施形態では、操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量に基づいて、判定フラグＦＬのオンオフの設定処理を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操作量検出装置１５０によって検出されたアクセル操作量、アーム操作量及びバケット操作量のうちの一つのみに基づいて、判定フラグＦＬのオンオフの設定処理を実行してもよい。
【0162】
＜変形例１３＞
上記実施形態では、作業機械が、ホイールローダ１である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。フォークリフト、ショベル、リフトトラック等、エンジン動力によって走行装置もしくは作業装置が駆動される種々の作業機械に本発明を適用することができる。例えば、ショベルによる掘削作業、積込作業、フォークリフトによるリフトを上昇させながらの前進走行において、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差の時間積分値に基づく、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの補正を行ってもよい。
上記実施形態では、作業機械が、ホイールローダ１である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。フォークリフト、ショベル、リフトトラック等、エンジン動力によって走行装置もしくは作業装置が駆動される種々の作業機械に本発明を適用することができる。例えば、ショベルによる掘削作業、積込作業、フォークリフトによるリフトを上昇させながらの前進走行において、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔと実エンジン回転速度ＮＥ＿Ａの差の時間積分値に基づく、目標エンジン回転速度ＮＥ＿Ｔの補正を行ってもよい。
【0163】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。上述した実施形態及び変形例は本発明を理解し易く説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ある実施形態、変形例の構成の一部を他の実施形態、変形例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態、変形例の構成に他の実施形態、変形例の構成を加えることも可能である。なお、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0164】
１…ホイールローダ（作業機械）、２…アーム（駆動対象部材）、３…バケット（駆動対象部材）、４…アームシリンダ（油圧シリンダ）、５…バケットシリンダ（油圧シリンダ）、６…作業装置、７…車輪、８…車体、１１…走行装置、１２…運転室、２０…エンジン、２３…燃料噴射装置、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…油圧ポンプ、４０…発電電動機（発電機）、４３…走行電動機（電動モータ）、４５…走行駆動装置、５０…操作装置、５２…アーム操作装置、５２ａ…アーム操作量センサ、５３…バケット操作装置、５３ａ…バケット操作量センサ、５６…アクセル操作装置、５６ａ…アクセル操作量センサ、５８…モータ速度センサ、６２…アーム相対角センサ、６３…バケット相対角センサ、６４…エンジン回転速度センサ、７１…第１吐出圧センサ、７２…第２吐出圧センサ、７３…第３吐出圧センサ、１００…メインコントローラ（制御装置）、１１０…目標速度演算部、１１１…偏差演算部、１１２…操作状態判定部、１１３…補正値演算部、１１４…指令値演算部、１２０…エンジンコントローラ、１５０…操作量検出装置、１５１…吐出圧検出装置、ＮＣ…回転速度補正値、ＮＥ＿Ａ…実エンジン回転速度（エンジンの実回転速度）、ＮＥ＿Ｃ…回転速度指令値、ＮＥ＿Ｔ…目標エンジン回転速度（エンジンの目標回転速度）、ＮΔ…回転速度偏差、ＰＥ…エンジン動力、Ｒ１…第１操作量閾値、Ｒ２…第２操作量閾値、Ｔ１…第１時間、Ｔ２…第２時間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】