JPWO2016024640A1 - Work vehicle and control method thereof - Google Patents

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Abstract

作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、発電機モータと、電動アクチュエータと、排気処理装置と、還元剤タンクと、貯留量検出部と、エンジン制御部と、アクチュエータ制御部と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。発電機モータは、エンジンによって駆動される。電動アクチュエータは、発電機モータによって生成された電力によって駆動される。排気処理装置は、エンジンの排気を浄化する。還元剤タンクは、排気処理装置に供給される還元剤を貯留する。貯留量検出部は、還元剤タンク内の還元剤の貯留量を検出する。エンジン制御部は、貯留量が第１閾値以下になったときに、エンジンの出力を低減する出力制限制御を行う。電動アクチュエータ制御部は、出力制限制御の実行中に、電動アクチュエータの出力を制限する。The work vehicle includes an engine, a hydraulic pump, a hydraulic actuator, a generator motor, an electric actuator, an exhaust treatment device, a reducing agent tank, a storage amount detection unit, an engine control unit, an actuator control unit, Is provided. The hydraulic pump is driven by the engine. The hydraulic actuator is driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. The generator motor is driven by the engine. The electric actuator is driven by electric power generated by the generator motor. The exhaust treatment device purifies the exhaust of the engine. The reducing agent tank stores the reducing agent supplied to the exhaust treatment device. The storage amount detection unit detects the storage amount of the reducing agent in the reducing agent tank. The engine control unit performs output restriction control for reducing the output of the engine when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold value. The electric actuator control unit limits the output of the electric actuator during the execution of the output restriction control.

Description

本発明は、作業車両及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a work vehicle and a control method thereof.

作業車両には、エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動される油圧アクチュエータとを備えるものがある。油圧アクチュエータは、例えば油圧シリンダであり、ブーム及びアームなどを有する作業機を駆動する。このような作業車両では、油圧ポンプの吸収トルクがエンジンの出力トルクを越えないように、油圧ポンプが制御される。   Some work vehicles include an engine, a hydraulic pump driven by the engine, and a hydraulic actuator driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. The hydraulic actuator is a hydraulic cylinder, for example, and drives a working machine having a boom, an arm, and the like. In such a work vehicle, the hydraulic pump is controlled so that the absorption torque of the hydraulic pump does not exceed the output torque of the engine.

一方、作業車両には、還元剤を用いてエンジンの排気を浄化する排気処理装置を備えるものがある。このような作業車両では、還元剤は還元剤タンクに貯留されているが、還元剤タンク内の還元剤の貯留量が少なくなると、排気の処理が適切に行われない可能性がある。そのため、例えば特許文献１の作業車両では、還元剤の貯留量が所定量より少なくなると、エンジンの出力を低下させると共に、油圧ポンプの吸収トルクを低下させる制御を行っている。これにより、オペレータに還元剤の補給を促すことができる。   On the other hand, some work vehicles include an exhaust treatment device that purifies engine exhaust using a reducing agent. In such a work vehicle, the reducing agent is stored in the reducing agent tank. However, if the amount of reducing agent stored in the reducing agent tank decreases, there is a possibility that the exhaust treatment may not be performed appropriately. Therefore, for example, in the work vehicle of Patent Document 1, when the amount of reducing agent stored is less than a predetermined amount, control is performed to reduce the output of the engine and the absorption torque of the hydraulic pump. This can prompt the operator to supply the reducing agent.

特開２０１５−７１９７３号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-71973

近年、油圧ポンプ及び油圧アクチュエータと共に、エンジンによって駆動される発電機モータと、発電機モータによって生成された電力によって駆動される電動アクチュエータとを備えるハイブリッド型の作業車両が開発されている。例えば、ハイブリッド型の油圧ショベルは、作業機を駆動するための油圧シリンダと、旋回体を旋回させるための電動モータとを備えている。   In recent years, a hybrid work vehicle has been developed that includes a generator motor driven by an engine and an electric actuator driven by electric power generated by the generator motor together with a hydraulic pump and a hydraulic actuator. For example, a hybrid hydraulic excavator includes a hydraulic cylinder for driving a work machine and an electric motor for turning a turning body.

このようなハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときにエンジンの出力を低下させる制御を行う場合、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することが望ましい。しかし、従来のように油圧ポンプの吸収トルクを低下させるだけでは、電気機器の動作を容易に確保できても、電気機器に多くのエンジンの出力が使われることになり、油圧機器の動作を確保することは困難である。   In such a hybrid work vehicle, when control is performed to reduce engine output when the amount of reducing agent stored decreases, the operation of both the hydraulic equipment and the electric equipment should be ensured as efficiently as possible. Is desirable. However, even if the absorption torque of the hydraulic pump is reduced as in the past, even if the operation of the electrical equipment can be easily secured, the output of many engines will be used for the electrical equipment, ensuring the operation of the hydraulic equipment. It is difficult to do.

本発明の課題は、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、エンジンの出力を低下させながらも、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することにある。   It is an object of the present invention to ensure the operation of both hydraulic equipment and electrical equipment as efficiently as possible while reducing the engine output when the amount of reducing agent stored in a hybrid work vehicle decreases. There is to do.

本発明の一態様に係る作業車両は、エンジンと、油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、発電機モータと、電動アクチュエータと、排気処理装置と、還元剤タンクと、貯留量検出部と、エンジン制御部と、アクチュエータ制御部と、を備える。油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。発電機モータは、エンジンによって駆動される。電動アクチュエータは、発電機モータによって生成された電力によって駆動される。排気処理装置は、エンジンの排気を浄化する。還元剤タンクは、排気処理装置に供給される還元剤を貯留する。貯留量検出部は、還元剤タンク内の還元剤の貯留量を検出する。エンジン制御部は、貯留量が第１閾値以下になったときに、エンジンの出力を低減する出力制限制御を行う。電動アクチュエータ制御部は、出力制限制御の実行中に、電動アクチュエータの出力を制限する。   A work vehicle according to one aspect of the present invention includes an engine, a hydraulic pump, a hydraulic actuator, a generator motor, an electric actuator, an exhaust treatment device, a reducing agent tank, a storage amount detection unit, and an engine control unit. And an actuator control unit. The hydraulic pump is driven by the engine. The hydraulic actuator is driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump. The generator motor is driven by the engine. The electric actuator is driven by electric power generated by the generator motor. The exhaust treatment device purifies the exhaust of the engine. The reducing agent tank stores the reducing agent supplied to the exhaust treatment device. The storage amount detection unit detects the storage amount of the reducing agent in the reducing agent tank. The engine control unit performs output restriction control for reducing the output of the engine when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold value. The electric actuator control unit limits the output of the electric actuator during the execution of the output restriction control.

本態様に係る作業車両では、貯留量が第１閾値以下になったときに、エンジンの出力を低減すると共に、電動アクチュエータの出力を制限する。そのため、電動アクチュエータの出力が制限されない場合と比べて、油圧ポンプに分配されるエンジンの出力を大きく確保することができる。これにより、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、油圧機器と電気機器との両方の動作を効率よく確保することができる。   In the work vehicle according to this aspect, when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold, the output of the engine is reduced and the output of the electric actuator is limited. Therefore, compared with the case where the output of an electric actuator is not restrict | limited, the output of the engine distributed to a hydraulic pump can be ensured largely. Thus, in the hybrid work vehicle, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operations of both the hydraulic device and the electric device can be efficiently ensured.

作業車両は、出力算出部と、吸収トルク決定部と、ポンプ制御部と、をさらに備えてもよい。出力算出部は、貯留量が第１閾値以下になったときに、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力を算出してもよい。吸収トルク決定部は、低減されたエンジンの出力と、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力とに基づいて、油圧ポンプの吸収トルクを決定してもよい。ポンプ制御部は、決定された吸収トルクで油圧ポンプを制御してもよい。   The work vehicle may further include an output calculation unit, an absorption torque determination unit, and a pump control unit. The output calculation unit may calculate the output of the generator motor necessary for driving the electric actuator when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold value. The absorption torque determination unit may determine the absorption torque of the hydraulic pump based on the reduced engine output and the generator motor output necessary for driving the electric actuator. The pump control unit may control the hydraulic pump with the determined absorption torque.

この場合、貯留量が第１閾値以下になったときに、低減されたエンジンの出力と、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力とに基づいて、油圧ポンプの吸収トルクが決定される。ここで、油圧アクチュエータの駆動に必要な油圧ポンプの出力トルクは、作業機にかかる負荷に応じて大きく変動する。従って、出力制限制御において油圧ポンプに分配すべきトルクを精度よく推定することは容易ではない。   In this case, when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold value, the absorption torque of the hydraulic pump is determined based on the reduced engine output and the generator motor output necessary for driving the electric actuator. . Here, the output torque of the hydraulic pump necessary for driving the hydraulic actuator varies greatly depending on the load applied to the work implement. Therefore, it is not easy to accurately estimate the torque to be distributed to the hydraulic pump in the output restriction control.

これに対して、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力は、油圧アクチュエータの駆動に必要な油圧ポンプの出力トルクと比べて、精度良く推定することが可能である。従って、先ず電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力を算出し、その算出結果に基づいて油圧ポンプの吸収トルクを決定することで、効率よく、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力と油圧ポンプの吸収トルクとを決定することができる。これにより、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することができる。   On the other hand, the output of the generator motor necessary for driving the electric actuator can be estimated with higher accuracy than the output torque of the hydraulic pump required for driving the hydraulic actuator. Therefore, first, the output of the generator motor necessary for driving the electric actuator is calculated, and the absorption torque of the hydraulic pump is determined based on the calculation result. The output and the absorption torque of the hydraulic pump can be determined. As a result, in the hybrid work vehicle, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operations of both the hydraulic device and the electric device can be ensured as efficiently as possible.

貯留量が第１閾値より少ない第２閾値以下であるときには、電動アクチュエータ制御部は、電動アクチュエータを停止させてもよい。この場合、オペレータに還元剤の補給を促すことができる。   When the storage amount is less than or equal to the second threshold value that is less than the first threshold value, the electric actuator control unit may stop the electric actuator. In this case, the operator can be urged to supply the reducing agent.

作業車両は、発電機モータと電動アクチュエータとに電気的に接続される電力制御装置をさらに備えてもよい。貯留量が第２閾値以下であり且つ所定のシステム停止条件が満たされたときに、電動アクチュエータ制御部は、電力制御装置を停止させてもよい。この場合、オペレータに還元剤の補給を促すことができる。   The work vehicle may further include a power control device that is electrically connected to the generator motor and the electric actuator. When the storage amount is equal to or less than the second threshold and a predetermined system stop condition is satisfied, the electric actuator control unit may stop the power control device. In this case, the operator can be urged to supply the reducing agent.

システム停止条件は、電動アクチュエータの動作速度が所定速度まで低下したことを含んでもよい。この場合、電動アクチュエータが停止、或いは、ほぼ停止した状態で、電力制御装置を停止させることができる。これにより、電動アクチュエータの動作中に電力制御装置が停止されることを回避できる。   The system stop condition may include that the operating speed of the electric actuator has decreased to a predetermined speed. In this case, the electric power control apparatus can be stopped while the electric actuator is stopped or almost stopped. Thereby, it can avoid that a power control apparatus stops during operation | movement of an electric actuator.

システム停止条件は、発電機モータへのトルク指令値が０であることをさらに含んでもよい。この場合、発電機モータによる発電中に電力制御装置が停止されることを回避できる。これにより、電力制御装置の停止後に発電機モータで生成された電力によって電力制御装置が破損することを防止することができる。   The system stop condition may further include that the torque command value to the generator motor is zero. In this case, it is possible to avoid stopping the power control device during power generation by the generator motor. Thereby, it is possible to prevent the power control device from being damaged by the power generated by the generator motor after the power control device is stopped.

貯留量が第２閾値以下であるときには、電動アクチュエータ制御部は、電動アクチュエータのトルク指令値を０としてもよい。これにより、電動アクチュエータを停止させることができる。   When the storage amount is equal to or less than the second threshold value, the electric actuator control unit may set the torque command value of the electric actuator to zero. Thereby, the electric actuator can be stopped.

エンジン制御部は、貯留量が第１閾値より大きい通常時には、第１のエンジントルクカーブにてエンジンの出力を制御してもよい。エンジン制御部は、出力制限制御では、第１のエンジントルクカーブよりも低いエンジンの出力を規定する第２のエンジントルクカーブにてエンジンの出力を制御してもよい。この場合、エンジントルクカーブを変更することで、出力制限制御においてエンジンの出力を低減することができる。   The engine control unit may control the output of the engine with the first engine torque curve at a normal time when the storage amount is larger than the first threshold. In the output restriction control, the engine control unit may control the output of the engine with a second engine torque curve that defines an engine output lower than the first engine torque curve. In this case, the engine output can be reduced in the output restriction control by changing the engine torque curve.

電動アクチュエータ制御部は、出力制限制御において、電動アクチュエータの出力トルクの上限を低減してもよい。これにより、出力制限制御において、電動アクチュエータの出力を低減することができる。   The electric actuator control unit may reduce the upper limit of the output torque of the electric actuator in the output restriction control. Thereby, the output of the electric actuator can be reduced in the output restriction control.

作業車両は、走行体と、走行体に対して旋回可能に支持される旋回体と、をさらに備えてもよい。電動アクチュエータは、旋回体を旋回させる電動モータであってもよい。この場合、油圧アクチュエータにかかる負荷と比べて、電動モータにかかる負荷の変動は小さい。そのため、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力を精度よく算出することができる。   The work vehicle may further include a traveling body and a revolving body supported so as to be able to turn with respect to the traveling body. The electric actuator may be an electric motor that turns the turning body. In this case, the fluctuation of the load applied to the electric motor is small compared to the load applied to the hydraulic actuator. Therefore, the output of the generator motor necessary for driving the electric actuator can be accurately calculated.

本発明の他の態様に係る作業車両の制御方法は、以下のステップを備える。第１ステップでは、還元剤タンク内の還元剤の貯留量を検出する。第２ステップでは、貯留量が第１閾値以下になったときにエンジンの出力を低減する信号を出力する出力制限制御を行う。第３ステップでは、出力制限制御の実行中に電動アクチュエータの出力を制限する信号を出力する。   A work vehicle control method according to another aspect of the present invention includes the following steps. In the first step, the amount of reducing agent stored in the reducing agent tank is detected. In the second step, output restriction control is performed to output a signal for reducing the output of the engine when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold value. In the third step, a signal for limiting the output of the electric actuator is output during the output limit control.

本態様に係る作業車両の制御方法では、貯留量が第１閾値以下になったときに、エンジンの出力を低減すると共に、電動アクチュエータの出力を制限する。そのため、電動アクチュエータの出力が制限されない場合と比べて、油圧ポンプに分配されるエンジンの出力を大きく確保することができる。これにより、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、油圧機器と電気機器との両方の動作を効率よく確保することができる。   In the work vehicle control method according to this aspect, when the storage amount becomes equal to or less than the first threshold, the output of the engine is reduced and the output of the electric actuator is limited. Therefore, compared with the case where the output of an electric actuator is not restrict | limited, the output of the engine distributed to a hydraulic pump can be ensured largely. Thus, in the hybrid work vehicle, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operations of both the hydraulic device and the electric device can be efficiently ensured.

作業車両の制御方法は、以下のステップをさらに備えてもよい。第４ステップでは、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力を算出する。第５ステップでは、低減されたエンジンの出力と、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力とに基づいて、油圧ポンプの吸収トルクを決定する。第６ステップでは、決定された油圧ポンプの吸収トルクを示す指令信号を出力する。   The work vehicle control method may further include the following steps. In the fourth step, the output of the generator motor necessary for driving the electric actuator is calculated. In the fifth step, the absorption torque of the hydraulic pump is determined based on the reduced engine output and the generator motor output required for driving the electric actuator. In the sixth step, a command signal indicating the determined absorption torque of the hydraulic pump is output.

この場合、先ず電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力を算出し、その算出結果に基づいて油圧ポンプの吸収トルクを決定することで、効率よく、電動アクチュエータの駆動に必要な発電機モータの出力と油圧ポンプの吸収トルクとを決定することができる。これにより、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することができる。   In this case, the generator motor output necessary for driving the electric actuator is first calculated, and the absorption torque of the hydraulic pump is determined based on the calculation result, thereby efficiently generating the generator motor necessary for driving the electric actuator. And the absorption torque of the hydraulic pump can be determined. As a result, in the hybrid work vehicle, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operations of both the hydraulic device and the electric device can be ensured as efficiently as possible.

作業車両の制御方法は、以下のステップをさらに備えてもよい。第７ステップでは、貯留量が第１閾値より小さい第２閾値以下であるときに、電動アクチュエータに停止指令を出力する。第８ステップでは、停止指令の出力後、電動アクチュエータの動作速度が所定速度まで低下し、且つ、発電機モータへのトルク指令値が０であるときに、電力制御装置の停止信号を出力する。   The work vehicle control method may further include the following steps. In the seventh step, a stop command is output to the electric actuator when the storage amount is equal to or smaller than a second threshold value that is smaller than the first threshold value. In the eighth step, after the stop command is output, when the operating speed of the electric actuator decreases to a predetermined speed and the torque command value to the generator motor is 0, the stop signal of the power control device is output.

この場合、電動アクチュエータの動作中に電力制御装置が停止されることを回避することができる。また、発電機モータによる発電中に電力制御装置が停止されることを回避できる。これにより、電力制御装置の停止後に発電機モータで生成された電力によって電力制御装置が破損することを防止することができる。   In this case, it is possible to avoid stopping the power control device during the operation of the electric actuator. Further, it is possible to avoid stopping the power control device during power generation by the generator motor. Thereby, it is possible to prevent the power control device from being damaged by the power generated by the generator motor after the power control device is stopped.

本発明によれば、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、エンジンの出力を低下させながらも、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することができる。   According to the present invention, in a hybrid type work vehicle, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operation of both the hydraulic equipment and the electric equipment is ensured as efficiently as possible while reducing the output of the engine. can do.

実施形態に係る作業車両の斜視図である。1 is a perspective view of a work vehicle according to an embodiment. 作業車両の電気機器系及び油圧機器系の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the electric equipment system and hydraulic equipment system of a working vehicle. 作業車両の排気処理系の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of an exhaust treatment system of a work vehicle. 作業車両の制御系の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the control system of a work vehicle. エンジントルクカーブの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an engine torque curve. 複合操作時のポンプ吸収トルク線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pump absorption torque line at the time of compound operation. 出力制限制御における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in output restriction control. 出力制限制御におけるディレートエンジントルクカーブの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the derate engine torque curve in output restriction control. 実施形態及び比較例に係るエンジン出力トルクの分配を示す図である。It is a figure which shows distribution of the engine output torque which concerns on embodiment and a comparative example.

以下図面を参照して実施形態に係る作業車両について説明する。図１は、実施形態に係る作業車両１００の斜視図である。本実施形態において、作業車両１００は、油圧ショベルである。作業車両１００は、車両本体１と作業機４とを有している。   Hereinafter, a working vehicle according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a work vehicle 100 according to the embodiment. In the present embodiment, the work vehicle 100 is a hydraulic excavator. The work vehicle 100 includes a vehicle body 1 and a work implement 4.

車両本体１は、走行体２と旋回体３とを有している。走行体２は、一対の走行装置２ａ，２ｂを有する。各走行装置２ａ，２ｂは、履帯２ｄ，２ｅを有している。走行装置２ａ，２ｂは、履帯２ｄ，２ｅを駆動することによって、作業車両１００を走行させる。   The vehicle body 1 includes a traveling body 2 and a turning body 3. The traveling body 2 includes a pair of traveling devices 2a and 2b. Each traveling device 2a, 2b has crawler belts 2d, 2e. Traveling devices 2a and 2b drive work vehicle 100 by driving crawler belts 2d and 2e.

旋回体３は、走行体２上に載置されている。旋回体３は、走行体２に対して旋回可能に設けられている。旋回体３は、後述する旋回モータ３２（図２参照）が駆動されることによって旋回する。旋回体３には運転室５が設けられている。旋回体３は、エンジン室２０を有している。エンジン室２０は、運転室５の後方に配置されている。エンジン室２０は、後述するエンジン２１及び油圧ポンプ２５などの機器を収納する。   The swivel body 3 is placed on the traveling body 2. The swivel body 3 is provided so as to be turnable with respect to the traveling body 2. The turning body 3 turns when a turning motor 32 (see FIG. 2) described later is driven. The revolving unit 3 is provided with a cab 5. The swivel body 3 has an engine room 20. The engine compartment 20 is disposed behind the cab 5. The engine chamber 20 houses devices such as an engine 21 and a hydraulic pump 25 described later.

作業機４は、旋回体３に取り付けられている。作業機４は、ブーム７、アーム８、作業アタッチメント９、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びアタッチメントシリンダ１２を有する。ブーム７の基端部は、旋回体３に動作可能に連結されている。ブーム７の先端部は、アーム８の基端部に動作可能に連結されている。アーム８の先端部は、作業アタッチメント９に動作可能に連結されている。   The work machine 4 is attached to the swing body 3. The work machine 4 includes a boom 7, an arm 8, a work attachment 9, a boom cylinder 10, an arm cylinder 11, and an attachment cylinder 12. A base end portion of the boom 7 is operably connected to the swing body 3. The distal end portion of the boom 7 is operably connected to the proximal end portion of the arm 8. The distal end portion of the arm 8 is operably connected to the work attachment 9.

ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びアタッチメントシリンダ１２は、後述する油圧ポンプ２５から吐出された作動油によって駆動される油圧アクチュエータである。ブームシリンダ１０はブーム７を動作させる。アームシリンダ１１はアーム８を動作させる。アタッチメントシリンダ１２は、作業アタッチメント９を動作させる。これらのシリンダ１０−１２が駆動されることによって作業機４が駆動される。なお、本実施形態では作業アタッチメント９はバケットであるが、クラッシャー或いはブレーカなどの他のアタッチメントであってもよい。   The boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the attachment cylinder 12 are hydraulic actuators that are driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump 25 described later. The boom cylinder 10 operates the boom 7. The arm cylinder 11 operates the arm 8. The attachment cylinder 12 operates the work attachment 9. The work machine 4 is driven by driving these cylinders 10-12. In the present embodiment, the work attachment 9 is a bucket, but may be another attachment such as a crusher or a breaker.

図２は、作業車両１００の電気機器系及び油圧機器系の構成を示す模式図である。エンジン２１は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン２１の出力馬力は、エンジン２１のシリンダ内へ噴射する燃料量を調整することで制御される。この調整はエンジン２１の燃料噴射ポンプ２２に付設した電子ガバナ２３がコントローラ６０からの指令信号によって制御されることで行われる。ガバナ２３としては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、エンジン回転速度が、後述する目標回転速度となるように、負荷に応じてエンジン回転速度と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナ２３は、目標回転速度と実際のエンジン回転速度との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the electric equipment system and the hydraulic equipment system of the work vehicle 100. The engine 21 is, for example, a diesel engine. The output horsepower of the engine 21 is controlled by adjusting the amount of fuel injected into the cylinder of the engine 21. This adjustment is performed by the electronic governor 23 attached to the fuel injection pump 22 of the engine 21 being controlled by a command signal from the controller 60. As the governor 23, an all-speed control type governor is generally used, and the engine rotation speed and the fuel injection amount are adjusted according to the load so that the engine rotation speed becomes a target rotation speed described later. That is, the governor 23 increases or decreases the fuel injection amount so that the deviation between the target rotation speed and the actual engine rotation speed is eliminated.

エンジン２１の実回転速度はエンジン回転速度検出部２４によって検出される。エンジン回転速度検出部２４で検出されたエンジン回転速度は、検出信号としてコントローラ６０に入力される。エンジン２１の出力は、油圧機器系と電気機器系とに分配され、それらの機器を駆動する。以下、油圧機器系について説明する。   The actual rotation speed of the engine 21 is detected by the engine rotation speed detection unit 24. The engine speed detected by the engine speed detector 24 is input to the controller 60 as a detection signal. The output of the engine 21 is distributed to the hydraulic equipment system and the electrical equipment system, and drives those equipment. The hydraulic equipment system will be described below.

作業車両１００は、油圧ポンプ２５を有している。油圧ポンプ２５は、エンジン２１の出力軸に連結されている。油圧ポンプ２５は、エンジン２１の出力軸が回転することにより駆動される。油圧ポンプ２５は可変容量型の油圧ポンプである。油圧ポンプ２５は斜板２６を有しており、斜板２６の傾転角が変化することで、油圧ポンプ２５の容量が変化する。   The work vehicle 100 has a hydraulic pump 25. The hydraulic pump 25 is connected to the output shaft of the engine 21. The hydraulic pump 25 is driven by the rotation of the output shaft of the engine 21. The hydraulic pump 25 is a variable displacement hydraulic pump. The hydraulic pump 25 has a swash plate 26, and the displacement of the hydraulic pump 25 changes as the tilt angle of the swash plate 26 changes.

ポンプ制御弁２７は、コントローラ６０から入力される指令信号によって動作し、サーボピストンを介して油圧ポンプ２５を制御する。ポンプ制御弁２７は、油圧ポンプ２５の吐出圧と油圧ポンプ２５の容量の積が、コントローラ６０からポンプ制御弁２７に入力される指令信号の指令値（指令電流値）に対応するポンプ吸収トルクを超えないように、斜板２６の傾転角を制御する。   The pump control valve 27 operates in response to a command signal input from the controller 60, and controls the hydraulic pump 25 via a servo piston. The pump control valve 27 has a pump absorption torque corresponding to the command value (command current value) of the command signal input from the controller 60 to the pump control valve 27, as the product of the discharge pressure of the hydraulic pump 25 and the capacity of the hydraulic pump 25. The tilt angle of the swash plate 26 is controlled so as not to exceed.

油圧ポンプ２５から吐出された作動油は、操作弁２８を介して、油圧アクチュエータ１０−１４に供給される。具体的には、作動油は、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、アタッチメントシリンダ１２、右走行モータ１３、及び左走行モータ１４に供給される。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、アタッチメントシリンダ１２が駆動されることにより、ブーム７、アーム８、作業アタッチメント９が作動する。また、右走行モータ１３及び左走行モータ１４が駆動されることで、走行装置２ａ，２ｂが作動し、車両が走行する。   The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 25 is supplied to the hydraulic actuator 10-14 via the operation valve 28. Specifically, the hydraulic oil is supplied to the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, the attachment cylinder 12, the right traveling motor 13, and the left traveling motor 14. By driving the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the attachment cylinder 12, the boom 7, the arm 8, and the work attachment 9 are operated. Further, when the right traveling motor 13 and the left traveling motor 14 are driven, the traveling devices 2a and 2b are operated, and the vehicle travels.

油圧ポンプ２５の吐出圧は、吐出圧検出部２９で検出される。吐出圧検出部２９で検出された油圧ポンプ２５の吐出圧は、検出信号としてコントローラ６０に入力される。   The discharge pressure of the hydraulic pump 25 is detected by the discharge pressure detector 29. The discharge pressure of the hydraulic pump 25 detected by the discharge pressure detection unit 29 is input to the controller 60 as a detection signal.

操作弁２８は、各油圧アクチュエータ１０−１４に対応する複数の制御弁を有する流量方向制御弁である。操作弁２８は、油圧アクチュエータ１０−１４のそれぞれに供給される作動油の流量を制御する。   The operation valve 28 is a flow direction control valve having a plurality of control valves corresponding to the respective hydraulic actuators 10-14. The operation valve 28 controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to each of the hydraulic actuators 10-14.

次に、電気機器系について説明する。作業車両１００は、発電機モータ３１と、旋回モータ３２と、蓄電装置３３と、電力制御装置３４とを有している。発電機モータ３１は、エンジン２１の出力軸に連結されている。発電機モータ３１は、状況に応じて発電作用と電動作用を行う。   Next, the electric equipment system will be described. The work vehicle 100 includes a generator motor 31, a turning motor 32, a power storage device 33, and a power control device 34. The generator motor 31 is connected to the output shaft of the engine 21. The generator motor 31 performs a power generation action and an electric action depending on the situation.

発電機モータ３１が発電作用を行うことにより蓄電装置３３に電力が蓄積される。蓄電装置３３は、例えばキャパシタである。ただし、蓄電装置３３は、キャパシタに限らず、他の種類の蓄電装置であってもよい。蓄電装置３３は、旋回モータ３２に電力を供給する。発電機モータ３１が電動作用を行うときには、蓄電装置３３は、発電機モータ３１に電力を供給する。   Electric power is stored in the power storage device 33 by the generator motor 31 generating power. The power storage device 33 is, for example, a capacitor. However, the power storage device 33 is not limited to a capacitor, and may be another type of power storage device. The power storage device 33 supplies power to the turning motor 32. When the generator motor 31 performs an electric action, the power storage device 33 supplies power to the generator motor 31.

発電機モータ３１は、エンジン２１の出力が不足するときには、電動作用を行う。発電機モータ３１は、蓄電装置３３から電力を供給されることで駆動され、それによりエンジン２１をアシストする。   The generator motor 31 performs an electric action when the output of the engine 21 is insufficient. The generator motor 31 is driven by power supplied from the power storage device 33, thereby assisting the engine 21.

旋回モータ３２は、蓄電装置３３或いは発電機モータ３１から電力を供給されることによって駆動される電動モータである。旋回モータ３２は、蓄電装置３３或いは発電機モータ３１からの電力によって駆動されることで、上述した旋回体３を旋回させる。また、旋回体３の減速時には、旋回モータ３２は回生動作する。すなわち、旋回モータ３２は、旋回体３の減速エネルギーを回生することで発電し、発電した電力を蓄電装置３３に供給する。   The turning motor 32 is an electric motor that is driven by power supplied from the power storage device 33 or the generator motor 31. The turning motor 32 is driven by electric power from the power storage device 33 or the generator motor 31 to turn the turning body 3 described above. Further, when the swing body 3 is decelerated, the swing motor 32 performs a regenerative operation. That is, the turning motor 32 generates power by regenerating the deceleration energy of the turning body 3 and supplies the generated power to the power storage device 33.

旋回モータ３２には、旋回モータ３２の回転速度を検出するモータ回転検出部３５が設けられている。モータ回転検出部３５によって検出された旋回モータ３２の回転速度は、コントローラ６０に入力される。   The turning motor 32 is provided with a motor rotation detector 35 that detects the rotation speed of the turning motor 32. The rotation speed of the turning motor 32 detected by the motor rotation detector 35 is input to the controller 60.

電力制御装置３４は、発電機モータ３１と旋回モータ３２と蓄電装置３３とに電気的に接続される。電力制御装置３４は、発電機モータ３１と旋回モータ３２と蓄電装置３３とに供給される電力を制御する。電力制御装置３４は、第１インバータ３６と第２インバータ３７と昇圧器３８とを有する。   The power control device 34 is electrically connected to the generator motor 31, the turning motor 32, and the power storage device 33. The power control device 34 controls the power supplied to the generator motor 31, the turning motor 32, and the power storage device 33. The power control device 34 includes a first inverter 36, a second inverter 37, and a booster 38.

第１インバータ３６は、発電機モータ３１と接続されている。第１インバータ３６には、第２インバータ３７が接続されており、第２インバータ３７には、旋回モータ３２が接続されている。昇圧器３８は、第１インバータ３６と第２インバータ３７との間に接続されている。昇圧器３８には、コンタクタ３９を介して蓄電装置３３に接続されている。   The first inverter 36 is connected to the generator motor 31. A second inverter 37 is connected to the first inverter 36, and a turning motor 32 is connected to the second inverter 37. The booster 38 is connected between the first inverter 36 and the second inverter 37. The booster 38 is connected to the power storage device 33 via the contactor 39.

コンタクタ３９は、通常時には蓄電装置３３と昇圧器３８との間の電気回路を閉じて通電状態としている。コンタクタ３９は、異常時にはコントローラ６０からの指令に応じて電気回路を開き遮断状態とする。   The contactor 39 normally energizes the electrical circuit between the power storage device 33 and the booster 38 by closing the electrical circuit. The contactor 39 opens an electric circuit in accordance with a command from the controller 60 in an abnormal state, and puts it into a cut-off state.

第１インバータ３６は、発電機モータ３１で発電された電力が蓄電装置３３に充電されるときには、発電機モータ３１で発生した交流電力を直流電力に変換する。第１インバータ３６は、蓄電装置３３から発電機モータ３１に電力が供給されるときには、蓄電装置３３に蓄積された直流電力を交流電力に変換する。   The first inverter 36 converts AC power generated by the generator / motor 31 into DC power when the power generated by the generator / motor 31 is charged in the power storage device 33. The first inverter 36 converts the DC power stored in the power storage device 33 into AC power when power is supplied from the power storage device 33 to the generator motor 31.

第２インバータ３７は、旋回モータ３２で発電された電力が蓄電装置３３に充電されるときには、旋回モータ３２２９で発生した交流電力を直流電力に変換する。第２インバータ３７は、蓄電装置３３から旋回モータ３２に電力が供給されるときには、蓄電装置３３に蓄積された直流電力を交流電力に変換する。   The second inverter 37 converts AC power generated by the swing motor 3229 into DC power when the electric power generated by the swing motor 32 is charged in the power storage device 33. When power is supplied from the power storage device 33 to the turning motor 32, the second inverter 37 converts the DC power stored in the power storage device 33 into AC power.

昇圧器３８は、コントローラ６０によって制御されることで、昇圧器３８からの出力電力を制御する。昇圧器３８は、発電機モータ３１が電動作用するときには、蓄電装置３３から第１インバータ３６を介して発電機モータ３１に供給される電力の電圧を昇圧する。昇圧器３８は、旋回モータ３２が駆動されるときには、蓄電装置３３から第２インバータ３７を介して旋回モータ３２に供給される電力の電圧を昇圧する。また、昇圧器３８は、発電機モータ３１又は旋回モータ３２で発電された電力を蓄電装置３３に充電するときには、蓄電装置３３に供給される電圧を降下させる。   The booster 38 is controlled by the controller 60 to control the output power from the booster 38. The booster 38 boosts the voltage of power supplied from the power storage device 33 to the generator motor 31 via the first inverter 36 when the generator motor 31 is electrically operated. When the swing motor 32 is driven, the booster 38 boosts the voltage of the electric power supplied from the power storage device 33 to the swing motor 32 via the second inverter 37. In addition, the booster 38 drops the voltage supplied to the power storage device 33 when charging the power storage device 33 with the power generated by the generator motor 31 or the swing motor 32.

昇圧器３８と第１、第２インバータ３６，３７との間には、電圧検出部４１が設けられている。電圧検出部４１は、昇圧器３８によって昇圧された電圧の大きさを検出する。電圧検出部４１が検出した電圧は、コントローラ６０に入力される。   A voltage detection unit 41 is provided between the booster 38 and the first and second inverters 36 and 37. The voltage detector 41 detects the magnitude of the voltage boosted by the booster 38. The voltage detected by the voltage detector 41 is input to the controller 60.

第２インバータ３７には、電流検出部４２が設けられている。電流検出部４２は、第２インバータ３７に入力される電流を検出する。電流検出部４２によって検出された第２インバータ３７に入力される電流は、コントローラ６０に入力される。   The second inverter 37 is provided with a current detection unit 42. The current detection unit 42 detects a current input to the second inverter 37. The current input to the second inverter 37 detected by the current detector 42 is input to the controller 60.

蓄電装置３３には、蓄電圧検出部４３が設けられている。蓄電圧検出部４３は、蓄電装置３３に蓄えられた電力の電圧を検出する。蓄電圧検出部４３によって検出された蓄電装置３３に蓄えられた電力の電圧は、コントローラ６０に入力される。コントローラ６０は、蓄電装置３３に蓄えられた電力の電圧から、蓄電装置３３の充電量を監視する。   The power storage device 33 is provided with a storage voltage detection unit 43. The stored voltage detection unit 43 detects the voltage of the power stored in the power storage device 33. The voltage of the power stored in the power storage device 33 detected by the stored voltage detection unit 43 is input to the controller 60. The controller 60 monitors the charge amount of the power storage device 33 from the voltage of the power stored in the power storage device 33.

図２に示すように、作業車両１００は、作業機操作部１５を有する。作業機操作部１５は、作業機４を作動させるためにオペレータによって操作される。作業機操作部１５は、例えば、操作レバーを含む。作業機操作部１５の操作量は、コントローラ６０に入力される。詳細には、ブーム７を操作するための作業機操作部１５の操作量（以下、「ブーム操作量」と呼ぶ）と、アーム８を操作するための作業機操作部１５の操作量（以下、「アーム操作量」と呼ぶ）と、作業アタッチメント９を操作するための作業機操作部１５の操作量（以下、「アタッチメント操作量」と呼ぶ）とが、コントローラ６０に入力される。   As shown in FIG. 2, the work vehicle 100 includes a work machine operation unit 15. The work machine operation unit 15 is operated by an operator to operate the work machine 4. The work machine operation unit 15 includes, for example, an operation lever. The operation amount of the work machine operation unit 15 is input to the controller 60. Specifically, the operation amount of the work implement operation unit 15 for operating the boom 7 (hereinafter referred to as “boom operation amount”) and the operation amount of the work implement operation unit 15 for operating the arm 8 (hereinafter referred to as “boom operation amount”). The operation amount of the work machine operation unit 15 for operating the work attachment 9 (hereinafter referred to as “attachment operation amount”) is input to the controller 60.

上述した操作弁２８は、作業機操作部１５の操作量に応じて制御される。操作弁２８は、作業機操作部１５の操作量に応じて、作業機４の各油圧シリンダ１０−１２に対応する制御弁の開口面積を変更する。その結果、作業機操作部１５の操作量に応じた速度で各油圧シリンダ１０−１２が作動する。   The operation valve 28 described above is controlled in accordance with the operation amount of the work implement operation unit 15. The operation valve 28 changes the opening area of the control valve corresponding to each hydraulic cylinder 10-12 of the work implement 4 according to the operation amount of the work implement operation unit 15. As a result, each hydraulic cylinder 10-12 operates at a speed corresponding to the operation amount of the work implement operation unit 15.

作業車両１００は、走行操作部１６を有する。走行操作部１６は、右走行モータ１３と左走行モータ１４とを作動させるためにオペレータによって操作される。走行操作部１６は、例えば、操作レバー、或いは、操作ペダルを含む。走行操作部１６の操作方向に応じて、右走行モータ１３と左走行モータ１４とのいずれかが駆動される。走行操作部１６の操作量は、コントローラ６０に入力される。詳細には、右走行モータ１３を操作するための走行操作部１６の操作量（以下、「右走行操作量」と呼ぶ）と、左走行モータ１４を操作するための走行操作部１６の操作量（以下、「左走行操作量」と呼ぶ）とがコントローラ６０に入力される。   The work vehicle 100 includes a travel operation unit 16. The travel operation unit 16 is operated by an operator to operate the right travel motor 13 and the left travel motor 14. The traveling operation unit 16 includes, for example, an operation lever or an operation pedal. Either the right traveling motor 13 or the left traveling motor 14 is driven according to the operation direction of the traveling operation unit 16. The operation amount of the travel operation unit 16 is input to the controller 60. Specifically, an operation amount of the travel operation unit 16 for operating the right travel motor 13 (hereinafter referred to as “right travel operation amount”) and an operation amount of the travel operation unit 16 for operating the left travel motor 14. (Hereinafter referred to as “left travel operation amount”) is input to the controller 60.

操作弁２８は、走行操作部１６の操作量に応じて、左右の走行モータ１３，１４に対応する制御弁の開口面積を変更する。これにより、走行操作部１６の操作量に応じた速度で左右の走行モータ１３，１４が作動する。   The operation valve 28 changes the opening area of the control valve corresponding to the left and right traveling motors 13 and 14 according to the operation amount of the traveling operation unit 16. Accordingly, the left and right traveling motors 13 and 14 are operated at a speed corresponding to the operation amount of the traveling operation unit 16.

例えば、操作弁２８のパイロットポートに、作業機操作部１５の操作量及び走行操作部１６の操作量に応じたパイロット圧が印加されてもよい。それにより、操作弁２８の各制御弁の開口面積が、各操作量に応じて変更される。或いは、操作弁２８は、コントローラ６０によって電気的に制御されてもよい。その場合、コントローラ６０は、作業機操作部１５の操作量及び走行操作部１６の操作量に応じた指令信号を操作弁２８に入力する。   For example, a pilot pressure corresponding to the operation amount of the work implement operation unit 15 and the operation amount of the travel operation unit 16 may be applied to the pilot port of the operation valve 28. Thereby, the opening area of each control valve of the operation valve 28 is changed according to each operation amount. Alternatively, the operation valve 28 may be electrically controlled by the controller 60. In this case, the controller 60 inputs a command signal corresponding to the operation amount of the work implement operation unit 15 and the operation amount of the travel operation unit 16 to the operation valve 28.

作業車両１００は、旋回操作部１７を有する。旋回操作部１７は、旋回モータ３２を作動させるためにオペレータによって操作される。旋回操作部１７は、例えば、操作レバーを含む。旋回操作部１７の操作方向に応じて、旋回モータ３２の回転方向が切り換えられる。旋回操作部１７の操作量は、コントローラ６０に入力される。コントローラ６０は、旋回操作部１７の操作量に応じて、旋回モータ３２に供給する電力を制御する。これにより、旋回体３は、旋回操作部１７の操作量に応じた速度で旋回する。   The work vehicle 100 includes a turning operation unit 17. The turning operation unit 17 is operated by an operator to operate the turning motor 32. The turning operation unit 17 includes, for example, an operation lever. The rotation direction of the turning motor 32 is switched according to the operation direction of the turning operation unit 17. The operation amount of the turning operation unit 17 is input to the controller 60. The controller 60 controls the power supplied to the turning motor 32 according to the operation amount of the turning operation unit 17. Thereby, the turning body 3 turns at a speed corresponding to the operation amount of the turning operation unit 17.

作業車両１００は、表示装置１８を有する。表示装置１８は、エンジン回転速度など、作業車両１００の情報を表示する。作業車両１００は、入力装置１９を有する。入力装置１９は、後述する作業モードの設定等、作業車両１００の各種の設定を入力するための装置である。なお、タッチパネル式のモニタ装置により表示装置１８と入力装置１９とが一体的に設けられてもよい。   The work vehicle 100 includes a display device 18. The display device 18 displays information on the work vehicle 100 such as the engine rotation speed. The work vehicle 100 has an input device 19. The input device 19 is a device for inputting various settings of the work vehicle 100 such as a work mode setting described later. The display device 18 and the input device 19 may be integrally provided by a touch panel type monitor device.

次に、作業車両１００の排気処理系について説明する。図３は、作業車両１００の排気処理系を示す模式図である。図３に示すように、作業車両１００は、第１排気処理装置４５と、第２排気処理装置４６とを有する。第１排気処理装置４５は、例えばディーゼル・パティキュレート・フィルター装置である。第１排気処理装置４５は、エンジン２１に接続されており、排気中の粒子状物質（Particulate Matter；PM）を浄化する。   Next, the exhaust treatment system of the work vehicle 100 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing an exhaust treatment system of work vehicle 100. As shown in FIG. 3, the work vehicle 100 includes a first exhaust treatment device 45 and a second exhaust treatment device 46. The first exhaust treatment device 45 is, for example, a diesel particulate filter device. The first exhaust treatment device 45 is connected to the engine 21 and purifies particulate matter (PM) in the exhaust.

第２排気処理装置４６は、ミキシング配管４７を介して第１排気処理装置４５に接続されている。第２排気処理装置４６は、例えば選択触媒還元装置である。第２排気処理装置４６は、尿素水などの還元剤を用いて、触媒により排気中の窒素酸化物（NOｘ）を浄化する。第１排気処理装置４５及び第２排気処理装置４６によって浄化された排気は、図１に示す排気管４８を通って作業車両１００の外部に排出される。   The second exhaust treatment device 46 is connected to the first exhaust treatment device 45 via a mixing pipe 47. The second exhaust treatment device 46 is, for example, a selective catalyst reduction device. The second exhaust treatment device 46 purifies nitrogen oxide (NOx) in the exhaust with a catalyst using a reducing agent such as urea water. The exhaust gas purified by the first exhaust treatment device 45 and the second exhaust treatment device 46 is discharged to the outside of the work vehicle 100 through the exhaust pipe 48 shown in FIG.

ミキシング配管４７には、還元剤噴射装置４９が取り付けられている。還元剤噴射装置４９は、還元剤をミキシング配管４７内に噴射する。還元剤噴射装置４９は、還元剤ホース５０を介して、還元剤ポンプ５１及び還元剤タンク５２に接続されている。還元剤タンク５２は、還元剤を貯留している。還元剤ポンプ５１は、還元剤タンク５２から還元剤を汲み上げて、還元剤噴射装置４９に送る。   A reducing agent injection device 49 is attached to the mixing pipe 47. The reducing agent injection device 49 injects the reducing agent into the mixing pipe 47. The reducing agent injection device 49 is connected to a reducing agent pump 51 and a reducing agent tank 52 via a reducing agent hose 50. The reducing agent tank 52 stores a reducing agent. The reducing agent pump 51 pumps the reducing agent from the reducing agent tank 52 and sends it to the reducing agent injection device 49.

還元剤タンク５２には、貯留量検出部５３が設けられている。貯留量検出部５３は、還元剤タンク５２内の還元剤の貯留量を検出する。貯留量検出部５３は、検出した還元剤の貯留量をコントローラ６０に入力する。   The reducing agent tank 52 is provided with a storage amount detection unit 53. The storage amount detection unit 53 detects the storage amount of the reducing agent in the reducing agent tank 52. The storage amount detection unit 53 inputs the detected storage amount of the reducing agent to the controller 60.

次に、コントローラ６０によって実行される制御について説明する。図４は、作業車両１００の制御系の構成を示す模式図である。図４に示すように、コントローラ６０は、ＲＡＭ，ＲＯＭなどの記憶部６２、及び、ＣＰＵなどの演算部６１を有するコンピュータによって実現される。コントローラ６０は、エンジン２１、油圧機器系、及び電気機器系を制御するようにプログラムされている。コントローラ６０は、複数のコンピュータによって実現されてもよい。図４に示すように、コントローラ６０は、エンジン制御部６３と、ポンプ制御部６４と、電動アクチュエータ制御部６５とを有する。   Next, control executed by the controller 60 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the control system of work vehicle 100. As shown in FIG. 4, the controller 60 is realized by a computer having a storage unit 62 such as a RAM and a ROM, and a calculation unit 61 such as a CPU. The controller 60 is programmed to control the engine 21, the hydraulic equipment system, and the electrical equipment system. The controller 60 may be realized by a plurality of computers. As shown in FIG. 4, the controller 60 includes an engine control unit 63, a pump control unit 64, and an electric actuator control unit 65.

エンジン制御部６３は、図５に示すエンジントルクカーブＰ１，Ｅ１に基づいてエンジン２１の制御を行う。エンジントルクカーブＰ１，Ｅ１は、エンジン２１が回転速度に応じて出力できるトルクの上限値を表す。すなわち、エンジントルクカーブＰ１，Ｅ１は、エンジン回転速度と、エンジン２１の出力トルクの上限値との関係を規定する。エンジントルクカーブＰ１，Ｅ１は、記憶部６２に記憶されている。   The engine control unit 63 controls the engine 21 based on the engine torque curves P1 and E1 shown in FIG. Engine torque curves P1 and E1 represent upper limit values of torque that the engine 21 can output according to the rotational speed. That is, the engine torque curves P1 and E1 define the relationship between the engine speed and the upper limit value of the output torque of the engine 21. The engine torque curves P1 and E1 are stored in the storage unit 62.

エンジン制御部６３は、作業機操作部１５の操作量、走行操作部１６の操作量、及び旋回操作部１７の操作量からエンジン２１の目標回転速度を決定する。作業機操作部１５の操作量は、上述したブーム操作量とアーム操作量とアタッチメント操作量との合計である。走行操作部１６の操作量は、左走行操作量と右走行操作量との合計である。エンジン制御部６３は、例えば、作業機操作部１５の操作量、走行操作部１６の操作量、及び旋回操作部１７の操作量の合計に応じてエンジン２１の目標回転速度を決定する。ガバナ２３は、エンジン２１の出力トルクがエンジントルクカーブを越えないようにしながら、エンジン２１の実際の回転速度が目標回転速度となるように、エンジン２１の出力を制御する。   The engine control unit 63 determines the target rotational speed of the engine 21 from the operation amount of the work implement operation unit 15, the operation amount of the travel operation unit 16, and the operation amount of the turning operation unit 17. The operation amount of the work implement operation unit 15 is the sum of the above-described boom operation amount, arm operation amount, and attachment operation amount. The operation amount of the travel operation unit 16 is the sum of the left travel operation amount and the right travel operation amount. For example, the engine control unit 63 determines the target rotation speed of the engine 21 according to the sum of the operation amount of the work implement operation unit 15, the operation amount of the travel operation unit 16, and the operation amount of the turning operation unit 17. The governor 23 controls the output of the engine 21 so that the actual rotational speed of the engine 21 becomes the target rotational speed while preventing the output torque of the engine 21 from exceeding the engine torque curve.

図５においてＰ１は、第１のエンジントルクカーブを示している。第１のエンジントルクカーブＰ１は、エンジン２１の定格又は最大のパワー出力に相当する。第１のエンジントルクカーブＰ１は、最大トルク点Ｐｔと定格点Ｐｐとを有する。第１のエンジントルクカーブＰ１では、最大トルク点Ｐｔにおいてエンジン２１の出力トルクが最大となる。また、第１のエンジントルクカーブＰ１では、定格点Ｐｐにおいて、エンジン２１の出力馬力が最大となる。   In FIG. 5, P1 represents a first engine torque curve. The first engine torque curve P1 corresponds to the rating of the engine 21 or the maximum power output. The first engine torque curve P1 has a maximum torque point Pt and a rated point Pp. In the first engine torque curve P1, the output torque of the engine 21 becomes maximum at the maximum torque point Pt. Further, in the first engine torque curve P1, the output horsepower of the engine 21 becomes maximum at the rated point Pp.

第１のエンジントルクカーブＰ１では、エンジン回転速度が、ローアイドル回転速度ＮＬｉから、最大トルク点Ｐｔでのエンジン回転速度Ｎｔまでの範囲では、エンジン回転速度の増大に応じてエンジン２１の出力トルクが増大する。エンジン回転速度が、Ｎｔから定格点Ｐｐでのエンジン回転速度Ｎｐまでの範囲では、エンジン回転速度の増大に応じてエンジン２１の出力トルクが低下する。   In the first engine torque curve P1, when the engine rotation speed is in the range from the low idle rotation speed NLi to the engine rotation speed Nt at the maximum torque point Pt, the output torque of the engine 21 is increased according to the increase in the engine rotation speed. Increase. When the engine rotation speed is in the range from Nt to the engine rotation speed Np at the rated point Pp, the output torque of the engine 21 decreases as the engine rotation speed increases.

第１のエンジントルクカーブＰ１において定格点Ｐｐを越える領域では、エンジン回転速度の増大によって急激にエンジン２１の出力トルクが低下するレギュレーションラインＲｍが規定されている。レギュレーションラインＲｍは、定格点Ｐｐと無負荷状態での最大エンジン回転速度ＮＨｉとを結ぶラインである。   In a region exceeding the rated point Pp in the first engine torque curve P1, a regulation line Rm is defined in which the output torque of the engine 21 rapidly decreases due to an increase in engine speed. The regulation line Rm is a line that connects the rated point Pp and the maximum engine speed NHi in the no-load state.

エンジン制御部６３は、設定された作業モードに応じてエンジントルクカーブを選択する。作業モードは、オペレータが入力装置１９を操作することによって設定される。作業モードには、ＰモードとＥモードとがある。   The engine control unit 63 selects an engine torque curve according to the set work mode. The work mode is set by the operator operating the input device 19. The work mode includes a P mode and an E mode.

Ｐモードは、エンジン２１の出力トルクが大きく、作業性に優れた作業モードである。Ｐモードでは、図５に示す第１のエンジントルクカーブＰ１が選択される。Ｅモードは、エンジン２１の出力トルクがＰモードよりも小さく、燃費に優れた作業モードである。Ｅモードでは、図５に示す第２のエンジントルクカーブＥ１が選択される。第２のエンジントルクカーブＥ１では、第１のエンジントルクカーブＰ１よりもエンジン２１の出力トルクが小さくなる。なお、エンジン２１の出力トルクが段階的に低減される複数のＥモードが選択可能とされてもよい。   The P mode is a work mode in which the output torque of the engine 21 is large and the workability is excellent. In the P mode, the first engine torque curve P1 shown in FIG. 5 is selected. The E mode is a work mode in which the output torque of the engine 21 is smaller than that in the P mode and has excellent fuel efficiency. In the E mode, the second engine torque curve E1 shown in FIG. 5 is selected. In the second engine torque curve E1, the output torque of the engine 21 is smaller than that in the first engine torque curve P1. A plurality of E modes in which the output torque of the engine 21 is reduced stepwise may be selectable.

ポンプ制御部６４は、図５のＬｐ１，Ｌｅ１で示されるようなポンプ吸収トルク線に基づいて、油圧ポンプ２５の吸収トルクの上限を制御する。Ｌｐ１は、第１のエンジントルクカーブＰ１に対応するポンプ吸収トルク線である。Ｌｅ１は、第２のエンジントルクカーブＥ１に対応するポンプ吸収トルク線である。ポンプ吸収トルク線Ｌｐ１，Ｌｅ１は、エンジン回転速度に対応する油圧ポンプ２５の吸収トルクの上限値との関係を規定している。ポンプ吸収トルク線Ｌｐ１，Ｌｅ１は、記憶部６２に記憶されている。   The pump control unit 64 controls the upper limit of the absorption torque of the hydraulic pump 25 based on the pump absorption torque line as indicated by Lp1 and Le1 in FIG. Lp1 is a pump absorption torque line corresponding to the first engine torque curve P1. Le1 is a pump absorption torque line corresponding to the second engine torque curve E1. The pump absorption torque lines Lp1 and Le1 define the relationship with the upper limit value of the absorption torque of the hydraulic pump 25 corresponding to the engine rotation speed. The pump absorption torque lines Lp1 and Le1 are stored in the storage unit 62.

ポンプ制御部６４は、Ｐモードでは、エンジン２１の目標回転速度Ｎ１におけるマッチング点Ｍｐ１においてエンジン出力トルクの上限と油圧ポンプ２５の吸収トルクの上限とがマッチングするように、油圧ポンプ２５の容量を制御する。同様に、ポンプ制御部６４は、Ｅモードでは、エンジン２１の目標回転速度Ｎ１におけるマッチング点Ｍｅ１においてエンジン出力トルクの上限と油圧ポンプ２５の吸収トルクの上限とがマッチングするように、油圧ポンプ２５の容量を制御する。   In the P mode, the pump control unit 64 controls the capacity of the hydraulic pump 25 so that the upper limit of the engine output torque matches the upper limit of the absorption torque of the hydraulic pump 25 at the matching point Mp1 at the target rotational speed N1 of the engine 21. To do. Similarly, in the E mode, the pump control unit 64 adjusts the hydraulic pump 25 so that the upper limit of the engine output torque matches the upper limit of the absorption torque of the hydraulic pump 25 at the matching point Me1 at the target rotational speed N1 of the engine 21. Control the capacity.

なお、図５に示すポンプ吸収トルク線Ｌｐ１，Ｌｅ１は、旋回モータ３２及び発電機モータ３１などの電動アクチュエータが使用されておらず、油圧アクチュエータのみが使用されているときのポンプ吸収トルク線を示している。   The pump absorption torque lines Lp1 and Le1 shown in FIG. 5 indicate the pump absorption torque lines when the electric actuators such as the swing motor 32 and the generator motor 31 are not used but only the hydraulic actuator is used. ing.

電動アクチュエータ制御部６５は、電力制御装置３４を制御することで、旋回モータ３２と発電機モータ３１とを制御する。電動アクチュエータ制御部６５は、旋回操作部１７の操作量に基づいて、旋回モータ３２を制御する。電動アクチュエータ制御部６５は、実際のエンジン回転速度、目標回転速度、蓄電装置３３の電圧等に基づいて、発電機モータ３１を制御する。   The electric actuator control unit 65 controls the turning motor 32 and the generator motor 31 by controlling the power control device 34. The electric actuator controller 65 controls the turning motor 32 based on the operation amount of the turning operation unit 17. The electric actuator control unit 65 controls the generator motor 31 based on the actual engine rotation speed, the target rotation speed, the voltage of the power storage device 33, and the like.

例えば、電動アクチュエータ制御部６５は、実際のエンジン回転速度、目標回転速度、蓄電装置３３の電圧等に基づいてエンジン２１の出力が不足すると判定したときは、発電機モータ３１を電動作用させることでエンジン２１をアシストする。また、電動アクチュエータ制御部６５は、実際のエンジン回転速度、目標回転速度、蓄電装置３３の電圧等に基づいてエンジン２１の出力が不足していないと判定したときは、発電機モータ３１を発電作用させることで、蓄電装置３３に充電する。   For example, when it is determined that the output of the engine 21 is insufficient based on the actual engine rotation speed, the target rotation speed, the voltage of the power storage device 33, and the like, the electric actuator control unit 65 causes the generator motor 31 to be electrically operated. Assist the engine 21. When the electric actuator controller 65 determines that the output of the engine 21 is not insufficient based on the actual engine speed, the target speed, the voltage of the power storage device 33, etc., the electric motor control unit 65 By doing so, the power storage device 33 is charged.

発電機モータ３１が発電作用を行うように制御されるときには、電動アクチュエータ制御部６５は、蓄電装置３３の電圧に基づいて、発電機モータ３１のトルク指令値を決定する。電動アクチュエータ制御部６５は、蓄電器の電圧が所定範囲内に維持されるように発電機モータ３１のトルク指令値を決定する。電動アクチュエータ制御部６５は、発電機モータ３１の実際のトルクがトルク指令値となるように、発電機モータ３１を制御する。   When the generator motor 31 is controlled so as to generate power, the electric actuator controller 65 determines the torque command value of the generator motor 31 based on the voltage of the power storage device 33. The electric actuator controller 65 determines the torque command value of the generator motor 31 so that the voltage of the battery is maintained within a predetermined range. The electric actuator controller 65 controls the generator motor 31 so that the actual torque of the generator motor 31 becomes the torque command value.

電動アクチュエータ制御部６５は、旋回操作部１７の操作量から目標旋回速度を決定する。例えば、電動アクチュエータ制御部６５は、旋回操作部１７の操作量の増大に応じて目標旋回速度を増大させる。電動アクチュエータ制御部６５は、実際の旋回速度から目標旋回速度に達するための旋回モータ３２のトルク指令値を決定する。電動アクチュエータ制御部６５は、旋回モータ３２のトルクがトルク指令値となるように旋回モータ３２を制御する。   The electric actuator control unit 65 determines the target turning speed from the operation amount of the turning operation unit 17. For example, the electric actuator control unit 65 increases the target turning speed according to an increase in the operation amount of the turning operation unit 17. The electric actuator controller 65 determines a torque command value of the turning motor 32 for reaching the target turning speed from the actual turning speed. The electric actuator controller 65 controls the swing motor 32 so that the torque of the swing motor 32 becomes a torque command value.

発電機モータ３１が発電作用を行うとき、エンジン出力トルクの一部は、発電機モータ３１の駆動に用いられる。従って、油圧機器系と電気機器系とが同時に操作される複合操作時には、コントローラ６０は、エンジン出力トルクを油圧機器系と電気機器系とに分配するエネルギーマネジメントを実行する。後述する出力制限制御が実行されていない通常時におけるエネルギーマネジメントでは、油圧ポンプ２５の吸収トルクの上限は、発電機モータ３１の駆動に分配されるエンジン出力トルクを考慮して決定される。   When the generator motor 31 performs a power generation operation, part of the engine output torque is used to drive the generator motor 31. Therefore, at the time of the combined operation in which the hydraulic device system and the electric device system are operated simultaneously, the controller 60 executes energy management that distributes the engine output torque to the hydraulic device system and the electric device system. In the energy management in the normal time when the output restriction control described later is not executed, the upper limit of the absorption torque of the hydraulic pump 25 is determined in consideration of the engine output torque distributed to the drive of the generator motor 31.

詳細には、図４に示すように、コントローラ６０は、出力算出部６６を有する。出力算出部６６は、旋回モータ３２の駆動に必要な発電機モータ３１の出力を算出する。例えば、出力算出部６６は、旋回モータ３２の出力トルクから旋回モータ３２の駆動に要する電力を算出する。そして、出力算出部６６は、この算出した電力を得るために、蓄電装置３３から得る電力量と、発電機モータ３１の発電作用による電力量とを決める。蓄電装置３３から得る電力量と発電機モータ３１の発電作用による電力量との比率は、蓄電装置３３に蓄えられた電力量に応じて決定される。出力算出部６６は、発電機モータ３１の発電作用による電力量からエンジン２１の必要出力馬力を算出し、このエンジン２１の必要出力馬力から、発電機モータ３１の駆動に分配するエンジン出力トルクＴｈｂ（以下、「発電機用トルクＴｈｂ」）を決定する。   Specifically, as shown in FIG. 4, the controller 60 includes an output calculation unit 66. The output calculation unit 66 calculates the output of the generator motor 31 necessary for driving the turning motor 32. For example, the output calculation unit 66 calculates the power required to drive the swing motor 32 from the output torque of the swing motor 32. The output calculation unit 66 determines the amount of power obtained from the power storage device 33 and the amount of power generated by the generator motor 31 in order to obtain the calculated power. The ratio between the amount of power obtained from the power storage device 33 and the amount of power generated by the power generation action of the generator motor 31 is determined according to the amount of power stored in the power storage device 33. The output calculation unit 66 calculates the required output horsepower of the engine 21 from the amount of electric power generated by the generator motor 31 and distributes the engine output torque Thb (which is distributed to the drive of the generator motor 31 from the required output horsepower of the engine 21. Hereinafter, “generator torque Thb”) is determined.

図４に示すように、コントローラ６０は、吸収トルク決定部６７を有する。吸収トルク決定部６７は、発電機用トルクＴｈｂに基づいて、油圧ポンプ２５の吸収トルクを決定する。詳細には、図６に示すように、上述したポンプ吸収トルク線Ｌｐ１に基づいて決定されたポンプ吸収トルクの上限Ｔｐ１から発電機用トルクＴｈｂを差し引いた値Ｔｐ２を複合操作時の油圧ポンプ２５の吸収トルクの上限として決定する。   As shown in FIG. 4, the controller 60 has an absorption torque determination unit 67. The absorption torque determination unit 67 determines the absorption torque of the hydraulic pump 25 based on the generator torque Thb. Specifically, as shown in FIG. 6, a value Tp2 obtained by subtracting the generator torque Thb from the upper limit Tp1 of the pump absorption torque determined based on the pump absorption torque line Lp1 described above is used for the hydraulic pump 25 in the combined operation. Determined as the upper limit of absorption torque.

なお、図６において、Ｌｐ２は、複合操作時のポンプ吸収トルク線であり、上述したポンプ吸収トルク線Ｌｐ１よりも発電機用トルクＴｈｂだけ低い吸収トルクの上限を規定している。複合操作時のポンプ吸収トルク線Ｌｐ２は、発電機用トルクＴｈｂの増減に応じて変更される。   In FIG. 6, Lp2 is a pump absorption torque line at the time of combined operation, and defines an upper limit of the absorption torque that is lower than the above-described pump absorption torque line Lp1 by the generator torque Thb. The pump absorption torque line Lp2 at the time of the combined operation is changed according to the increase / decrease in the generator torque Thb.

電気機器系と油圧機器系とが同時に操作される複合操作時には、以上のようなエネルギーマネジメントが実行される。それにより、油圧ポンプ２５の吸収トルクと発電機用トルクとの合計が、エンジン出力トルクを越えないように制御される。   The energy management as described above is executed at the time of composite operation in which the electric device system and the hydraulic device system are operated simultaneously. Thus, the sum of the absorption torque of the hydraulic pump 25 and the generator torque is controlled so as not to exceed the engine output torque.

本実施形態に係る作業車両１００では、コントローラ６０は、還元剤タンク５２内の還元剤の貯留量に応じてエンジン２１の出力を制限する出力制限制御を実行する。以下、出力制限制御について詳細に説明する。   In the work vehicle 100 according to the present embodiment, the controller 60 executes output restriction control that restricts the output of the engine 21 in accordance with the amount of reducing agent stored in the reducing agent tank 52. Hereinafter, the output restriction control will be described in detail.

図７は、出力制限制御における処理を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ１において、還元剤タンク５２内の還元剤の貯留量Ａが検出される。ステップＳ２において、貯留量Ａが、閾値ａ１以下であるか否かを判定する。なお、貯留量Ａおよび閾値ａ１は、例えば、還元剤タンク５２の最大貯留量を１００％とした還元剤の残留量の割合である。ただし、貯留量Ａおよび閾値ａ１は、残留量の割合に限らず、残留している還元剤の体積であってもよい。後述する閾値ａ２−ａ４についても同様である。   FIG. 7 is a flowchart showing processing in output restriction control. As shown in FIG. 7, in step S1, a reducing agent storage amount A in the reducing agent tank 52 is detected. In step S2, it is determined whether the storage amount A is equal to or less than the threshold value a1. The storage amount A and the threshold value a1 are, for example, the ratio of the remaining amount of reducing agent with the maximum storage amount of the reducing agent tank 52 being 100%. However, the storage amount A and the threshold value a1 are not limited to the ratio of the residual amount, but may be the volume of the reducing agent remaining. The same applies to threshold values a2-a4 described later.

貯留量Ａが、閾値ａ１以下であるときには、ステップＳ３において第１の警告が発せられる。コントローラ６０は、表示装置１８に第１の警告を表示させる。第１の警告は、例えばオペレータに貯留量の低下を知らせるメッセージ等の表示である。   When the storage amount A is less than or equal to the threshold value a1, a first warning is issued in step S3. The controller 60 causes the display device 18 to display the first warning. The first warning is, for example, a display of a message or the like notifying the operator of a decrease in the storage amount.

次に、ステップＳ４において、貯留量Ａが、閾値ａ２以下であるか否かを判定する。閾値ａ２は、閾値ａ１よりも小さい。貯留量Ａが、閾値ａ２以下であるときには、ステップＳ５において第２の警告が発せられる。コントローラ６０は、表示装置１８に第２の警告を表示させる。第２の警告は、貯留量がさらに低下すると出力制限が実行されることを予告するメッセージ等の表示である。   Next, in step S4, it is determined whether or not the storage amount A is equal to or less than the threshold value a2. The threshold value a2 is smaller than the threshold value a1. When the storage amount A is equal to or less than the threshold value a2, a second warning is issued in step S5. The controller 60 causes the display device 18 to display the second warning. The second warning is a display of a message or the like for notifying that the output restriction is executed when the storage amount further decreases.

次に、ステップＳ６において、貯留量Ａが、閾値ａ３以下であるか否かを判定する。閾値ａ３は、閾値ａ２よりも小さい。貯留量Ａが、閾値ａ３以下であるときには、ステップＳ７において、第１レベルの出力制限が実行される。   Next, in step S6, it is determined whether or not the storage amount A is equal to or less than the threshold value a3. The threshold value a3 is smaller than the threshold value a2. When the storage amount A is equal to or less than the threshold value a3, the first level output restriction is executed in step S7.

第１レベルの出力制限では、エンジン制御部６３は、エンジン出力トルクを低減する。詳細には、エンジン制御部６３は、図８に示すように、ディレートエンジントルクカーブＤ１にてエンジン２１の出力を制御するように、ガバナ２３に指令信号を出力する。ディレートエンジントルクカーブＤ１は、貯留量Ａが閾値ａ３より大きい通常時のエンジントルクカーブＰ１，Ｅ１よりも低い出力トルクの上限を規定する。言い換えれば、ディレートエンジントルクカーブＤ１は、オペレータが選択可能なエンジントルクカーブＰ１，Ｅ１よりも低い出力トルクの上限を規定する。ディレートエンジントルクカーブＤ１は、少なくとも最大トルク点Ｐｔ以上のエンジン回転速度範囲において、通常時のエンジントルクカーブＰ１，Ｅ１よりも低い出力トルクの上限を規定する。   In the first level output restriction, the engine control unit 63 reduces the engine output torque. Specifically, as shown in FIG. 8, the engine control unit 63 outputs a command signal to the governor 23 so as to control the output of the engine 21 with a derate engine torque curve D1. The derated engine torque curve D1 defines an upper limit of output torque lower than the normal engine torque curves P1 and E1 where the storage amount A is larger than the threshold value a3. In other words, the derated engine torque curve D1 defines an upper limit of output torque lower than the engine torque curves P1 and E1 that can be selected by the operator. The derated engine torque curve D1 defines an upper limit of the output torque that is lower than the engine torque curves P1 and E1 at the normal time at least in an engine rotation speed range equal to or greater than the maximum torque point Pt.

また、第１レベルの出力制限では、電動アクチュエータ制御部６５は、旋回モータ３２の出力を制限するように、第２インバータ３７に指令信号を出力する。詳細には、電動アクチュエータ制御部６５は、旋回モータ３２のトルクの上限を低減する。例えば、電動アクチュエータ制御部６５は、旋回モータ３２のトルク指令値の上限を低減する。それにより、旋回速度が、旋回操作部１７の操作量に応じた目標旋回速度よりも低下する。   Further, in the first level output restriction, the electric actuator control unit 65 outputs a command signal to the second inverter 37 so as to restrict the output of the turning motor 32. Specifically, the electric actuator control unit 65 reduces the upper limit of the torque of the turning motor 32. For example, the electric actuator control unit 65 reduces the upper limit of the torque command value of the turning motor 32. Accordingly, the turning speed is lower than the target turning speed corresponding to the operation amount of the turning operation unit 17.

第１レベルの出力制限では、吸収トルク決定部６７は、第１レベルの出力制限によって低減されたエンジン２１の出力と、発電機用トルクＴｈｂとに基づいて、油圧ポンプ２５の吸収トルクを決定する。詳細には、図９に示すように、第１レベルの出力制限では、エンジン出力トルクは通常時の上限値ＴｅからＴｅ’に低減される。吸収トルク決定部６７は、低減されたエンジン出力トルクＴｅ’から発電機用トルクＴｈｂ’を差し引くことで、第１レベルの出力制限での油圧ポンプ２５の吸収トルクＴｐ’を決定する。ポンプ制御部６４は、決定された油圧ポンプ２５の吸収トルクＴｐ’を示す指令信号をポンプ制御弁２７に出力する。これにより、決定された吸収トルクＴｐ’によって油圧ポンプ２５が制御される。   In the first level output limitation, the absorption torque determination unit 67 determines the absorption torque of the hydraulic pump 25 based on the output of the engine 21 reduced by the first level output limitation and the generator torque Thb. . Specifically, as shown in FIG. 9, with the first level output restriction, the engine output torque is reduced from the normal upper limit value Te to Te ′. The absorption torque determination unit 67 determines the absorption torque Tp ′ of the hydraulic pump 25 at the first level output restriction by subtracting the generator torque Thb ′ from the reduced engine output torque Te ′. The pump control unit 64 outputs a command signal indicating the determined absorption torque Tp ′ of the hydraulic pump 25 to the pump control valve 27. Thereby, the hydraulic pump 25 is controlled by the determined absorption torque Tp ′.

なお、第１レベルの出力制限での発電機用トルクＴｈｂ’は、上述した通常時の発電機用トルクＴｈｂと同様にして出力算出部６６によって算出される。なお、上述したように第１レベルの出力制限時には、旋回モータ３２のトルク指令値が低減されるため、第１レベルの出力制限での発電機用トルクＴｈｂ’は、通常時の発電機用トルクＴｈｂよりも小さくなる。   The generator torque Thb 'at the first level output restriction is calculated by the output calculation unit 66 in the same manner as the normal generator torque Thb described above. As described above, since the torque command value of the swing motor 32 is reduced when the output of the first level is limited, the generator torque Thb ′ at the output limit of the first level is the normal generator torque. It becomes smaller than Thb.

次に、ステップＳ８において、貯留量Ａが、閾値ａ４以下であるか否かを判定する。閾値ａ４は、閾値ａ３よりも小さい。貯留量Ａが、閾値ａ４以下であるときには、ステップＳ９において、第２レベルの出力制限が実行される。   Next, in step S8, it is determined whether or not the storage amount A is equal to or less than the threshold value a4. The threshold value a4 is smaller than the threshold value a3. When the storage amount A is equal to or less than the threshold value a4, the output restriction of the second level is executed in step S9.

第２レベルの出力制限では、エンジン制御部６３は、第１レベルの出力制限と比べて、エンジン出力トルクをさらに低減する。詳細には、エンジン制御部６３は、図８に示すように、ディレートエンジントルクカーブＤ２にてエンジン２１の出力を制御する。ディレートエンジントルクカーブＤ２は、ディレートエンジントルクカーブＤ１よりも低い出力トルクの上限を規定する。また、ディレートエンジントルクカーブＤ２は、エンジン回転速度の上限をＮｄに制限する。   In the second level output restriction, the engine control unit 63 further reduces the engine output torque as compared with the first level output restriction. Specifically, as shown in FIG. 8, the engine control unit 63 controls the output of the engine 21 with a derated engine torque curve D2. The derated engine torque curve D2 defines an upper limit of output torque lower than the derated engine torque curve D1. Further, the derated engine torque curve D2 limits the upper limit of the engine rotation speed to Nd.

また、第２レベルの出力制限では、電動アクチュエータ制御部６５は、旋回モータ３２を停止させる。詳細には、電動アクチュエータ制御部６５は、旋回モータ３２のトルク指令値を０とする。   In the second level output restriction, the electric actuator controller 65 stops the turning motor 32. Specifically, the electric actuator control unit 65 sets the torque command value of the turning motor 32 to zero.

次に、ステップＳ１０において、電動アクチュエータ制御部６５は、所定のシステム停止条件が満たされているか否かを判定する。所定のシステム停止条件が満たされているときには、ステップＳ１１において、電動アクチュエータ制御部６５は、電力制御装置３４に停止指令を出力する。これにより、電気機器系のシステム全体が停止される。   Next, in step S10, the electric actuator control unit 65 determines whether or not a predetermined system stop condition is satisfied. When the predetermined system stop condition is satisfied, the electric actuator control unit 65 outputs a stop command to the power control device 34 in step S11. As a result, the entire electrical equipment system is stopped.

詳細には、システム停止条件は、以下の２つの条件が共に満たされることである。
（条件１）旋回モータ３２の動作速度が所定速度以下まで低下している。
（条件２）発電機モータ３１へのトルク指令値が０である。Specifically, the system stop condition is that both of the following two conditions are satisfied.
(Condition 1) The operation speed of the turning motor 32 is reduced to a predetermined speed or less.
(Condition 2) The torque command value to the generator motor 31 is zero.

従って、第２レベルの出力制限によってエンジンの出力トルクが低減されると共に旋回モータ３２の停止が指令された後、旋回モータ３２の動作速度が所定速度以下まで低下し、且つ、発電機モータ３１による発電が停止されているときに、電気機器系のシステム全体が停止される。   Therefore, after the output torque of the engine is reduced by the second level output restriction and the stop of the turning motor 32 is instructed, the operating speed of the turning motor 32 is reduced to a predetermined speed or less, and the generator motor 31 When power generation is stopped, the entire electrical equipment system is stopped.

次に、ステップＳ１２において、貯留量Ａが閾値ａ４以下である状態の継続時間Ｔが所定の時間閾値ｔ１以上であるか否かを判定する。継続時間Ｔが時間閾値ｔ１以上であるときには、ステップＳ１３において、第３レベルの出力制限が実行される。   Next, in step S12, it is determined whether or not the duration T in which the storage amount A is equal to or less than the threshold a4 is equal to or greater than a predetermined time threshold t1. When the duration T is equal to or greater than the time threshold t1, the third level output restriction is executed in step S13.

第３レベルの出力制限では、エンジン制御部６３は、図８に示すように、ディレートエンジントルクカーブＤ３にてエンジン２１の出力を制御する。ディレートエンジントルクカーブＤ３では、エンジン回転速度がローアイドル回転速度ＮＬｉに制限される。   In the third level output restriction, the engine control unit 63 controls the output of the engine 21 with a derated engine torque curve D3 as shown in FIG. In the derated engine torque curve D3, the engine rotation speed is limited to the low idle rotation speed NLi.

以上説明した本実施形態に係る作業車両１００では、還元剤の貯留量Ａが閾値ａ３以下になると第１レベルの出力制限が行われる。第１レベルの出力制限では、図９に示すように、低減されたエンジン出力トルクＴｅ’と、発電機用トルクＴｈｂ’とに基づいて、油圧ポンプ２５の吸収トルクＴｐ’が決定される。ここで、油圧アクチュエータ１０−１４の駆動に必要な油圧ポンプ２５の出力トルクは、作業機４にかかる負荷に応じて大きく変動する。従って、出力制限制御において油圧ポンプ２５に分配すべきトルクを精度よく推定することは容易ではない。   In the work vehicle 100 according to the present embodiment described above, the first-level output restriction is performed when the reducing agent storage amount A is equal to or less than the threshold value a3. In the first level output restriction, as shown in FIG. 9, the absorption torque Tp 'of the hydraulic pump 25 is determined based on the reduced engine output torque Te' and the generator torque Thb '. Here, the output torque of the hydraulic pump 25 required for driving the hydraulic actuator 10-14 varies greatly according to the load applied to the work machine 4. Therefore, it is not easy to accurately estimate the torque to be distributed to the hydraulic pump 25 in the output restriction control.

例えば、図９に示す比較例では、低減されたエンジン出力トルクＴｅ’から油圧ポンプ２５の吸収トルクＴｐ’’を差し引くことで、発電機モータ３１の出力トルクＴｈｂ’’を決定するものとする。この場合、油圧ポンプ２５の吸収トルクが実際には推定値Ｔｐ’’よりも小さいＴｐ’’’であるときには、図９においてハッチングを付した部分（Ｔｐ’’−Ｔｐ’’’）に相当するエンジン出力トルクは、油圧ポンプ２５に吸収されず、また、発電機モータ３１の駆動にも用いられないことから、無駄となる。   For example, in the comparative example shown in FIG. 9, the output torque Thb ″ of the generator motor 31 is determined by subtracting the absorption torque Tp ″ of the hydraulic pump 25 from the reduced engine output torque Te ′. In this case, when the absorption torque of the hydraulic pump 25 is actually Tp ′ ″ smaller than the estimated value Tp ″, it corresponds to the hatched portion (Tp ″ −Tp ′ ″) in FIG. The engine output torque is wasted because it is not absorbed by the hydraulic pump 25 and is not used for driving the generator motor 31.

これに対して、本実施形態に係る作業車両１００では、先ず発電機用トルクＴｈｂ’を算出し、その算出結果に基づいて油圧ポンプ２５の吸収トルクＴｐ’を算出する。発電機用トルクＴｈｂ’は、旋回モータ３２の電流値等から精度良く算出することが可能である。そのため、発電機用トルクＴｈｂ’と油圧ポンプ２５の吸収トルクＴｐ’とを効率良く決定することができる。これにより、ハイブリッド型の作業車両１００において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することができる。   On the other hand, in the work vehicle 100 according to the present embodiment, the generator torque Thb ′ is first calculated, and the absorption torque Tp ′ of the hydraulic pump 25 is calculated based on the calculation result. The generator torque Thb 'can be accurately calculated from the current value of the swing motor 32 or the like. Therefore, the generator torque Thb 'and the absorption torque Tp' of the hydraulic pump 25 can be determined efficiently. Thus, in the hybrid work vehicle 100, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operations of both the hydraulic device and the electric device can be ensured as efficiently as possible.

還元剤の貯留量Ａが閾値ａ４以下になると第２レベルの出力制限が行われる。第２レベルの出力制限では、エンジン出力トルクがさらに低減されると共に、旋回モータ３２が停止される。これにより、オペレータに還元剤の補給をさらに促すことができる。   When the reducing agent storage amount A becomes equal to or less than the threshold value a4, the second level output restriction is performed. With the output restriction at the second level, the engine output torque is further reduced and the turning motor 32 is stopped. This can further prompt the operator to replenish the reducing agent.

また、還元剤の貯留量Ａが閾値ａ４以下であり且つシステム停止条件が満たされたときに、電動アクチュエータ制御部６５は、電力制御装置３４を停止させる。これにより、電気機器系全体が停止されるので、オペレータに還元剤の補給をさらに促すことができる。   In addition, when the reducing agent storage amount A is equal to or less than the threshold value a4 and the system stop condition is satisfied, the electric actuator control unit 65 stops the power control device 34. As a result, the entire electrical equipment system is stopped, so that the operator can be further urged to replenish the reducing agent.

システム停止条件は、旋回モータ３２の動作速度が所定速度まで低下したことを含む。そのため、旋回モータ３２が停止、或いは、ほぼ停止した状態で、電力制御装置３４を停止させることができる。これにより、旋回モータ３２の動作中に電力制御装置３４が停止されることを回避できる。   The system stop condition includes that the operating speed of the turning motor 32 has decreased to a predetermined speed. Therefore, the power control device 34 can be stopped while the turning motor 32 is stopped or almost stopped. Thereby, it is possible to avoid stopping the power control device 34 during the operation of the turning motor 32.

システム停止条件は、発電機モータ３１へのトルク指令値が０であることを含む。そのため、発電機モータ３１による発電中に電力制御装置３４が停止されることを回避できる。これにより、電力制御装置３４の停止後に発電機モータ３１で生成された電力によって電力制御装置３４が破損することを防止することができる。   The system stop condition includes that the torque command value to the generator motor 31 is zero. Therefore, it is possible to avoid stopping the power control device 34 during power generation by the generator motor 31. Thereby, it is possible to prevent the power control device 34 from being damaged by the power generated by the generator motor 31 after the power control device 34 is stopped.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

上記の実施形態では、作業車両１００として油圧ショベルが例示されているが、ホイールローダ等の他の種類の作業車両に本発明が適用されてもよい。電動アクチュエータは、旋回モータに限らず、走行用のモータ、ステアリング用のモータ、或いはモータ以外の電動アクチュエータであってもよい。   In the above embodiment, a hydraulic excavator is exemplified as the work vehicle 100, but the present invention may be applied to other types of work vehicles such as a wheel loader. The electric actuator is not limited to the turning motor, and may be a traveling motor, a steering motor, or an electric actuator other than the motor.

システム停止条件は、上述した２つの条件に限らず、他の条件であってもよい。或いは、上述した２つの条件に他の条件が追加されてもよい。或いは、上述した２つの条件の一方が省略されてもよい。   The system stop condition is not limited to the two conditions described above, but may be other conditions. Alternatively, other conditions may be added to the two conditions described above. Alternatively, one of the two conditions described above may be omitted.

出力制限制御における処理の一部が省略或いは変更されてもよい。例えば、第３レベルの出力制限が省略されてもよい。   A part of the processing in the output restriction control may be omitted or changed. For example, the third level output restriction may be omitted.

旋回モータ３２の出力の制限は、エンジン制御部６３が、エンジン出力トルクを低減する処理を実行したことを条件として実行されてもよい。旋回モータ３２の出力の制限は、貯留量が、閾値以下になったことを条件として実行されてもよい。   The limitation on the output of the turning motor 32 may be executed on condition that the engine control unit 63 has executed a process of reducing the engine output torque. The limitation on the output of the turning motor 32 may be executed on the condition that the storage amount is equal to or less than a threshold value.

本発明によれば、ハイブリッド型の作業車両において、還元剤の貯留量が少なくなったときに、エンジンの出力を低下させながらも、油圧機器と電気機器との両方の動作をできる限り効率よく確保することができる。   According to the present invention, in a hybrid type work vehicle, when the amount of reducing agent stored is reduced, the operation of both the hydraulic equipment and the electric equipment is ensured as efficiently as possible while reducing the output of the engine. can do.

Claims (13)

エンジンと、
前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
前記エンジンによって駆動される発電機と、
前記発電機によって生成された電力によって駆動される電動アクチュエータと、
前記エンジンの排気を浄化する排気処理装置と、
前記排気処理装置に供給される還元剤を貯留する還元剤タンクと、
前記還元剤タンク内の還元剤の貯留量を検出する貯留量検出部と、
前記貯留量が第１閾値以下になったときに前記エンジンの出力を低減する出力制限制御を行うエンジン制御部と、
前記出力制限制御の実行中に、前記電動アクチュエータの出力を制限する電動アクチュエータ制御部と、
を備える作業車両。 Engine,
A hydraulic pump driven by the engine;
A hydraulic actuator driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump;
A generator driven by the engine;
An electric actuator driven by electric power generated by the generator;
An exhaust treatment device for purifying the exhaust of the engine;
A reducing agent tank for storing a reducing agent supplied to the exhaust treatment device;
A storage amount detection unit for detecting a storage amount of the reducing agent in the reducing agent tank;
An engine control unit that performs output restriction control to reduce the output of the engine when the storage amount is equal to or less than a first threshold;
An electric actuator controller that restricts the output of the electric actuator during the execution of the output restriction control;
Work vehicle equipped with. 前記貯留量が第１閾値以下になったときに前記電動アクチュエータの駆動に必要な前記発電機の出力を算出する出力算出部と、
低減された前記エンジンの出力と、前記電動アクチュエータの駆動に必要な前記発電機の出力とに基づいて、前記油圧ポンプの吸収トルクを決定する吸収トルク決定部と、
決定された前記吸収トルクで前記油圧ポンプを制御するポンプ制御部と、
をさらに備える請求項１に記載の作業車両。An output calculation unit for calculating an output of the generator necessary for driving the electric actuator when the storage amount is equal to or less than a first threshold;
An absorption torque determining unit that determines an absorption torque of the hydraulic pump based on the reduced output of the engine and the output of the generator necessary for driving the electric actuator;
A pump controller that controls the hydraulic pump with the determined absorption torque;
The work vehicle according to claim 1, further comprising: 前記貯留量が前記第１閾値より少ない第２閾値以下であるときには、前記電動アクチュエータ制御部は、前記電動アクチュエータを停止させる、
請求項１又は２に記載の作業車両。 When the storage amount is equal to or less than a second threshold value less than the first threshold value, the electric actuator control unit stops the electric actuator;
The work vehicle according to claim 1 or 2. 前記発電機と前記電動アクチュエータとに電気的に接続される電力制御装置をさらに備え、
前記貯留量が前記第２閾値以下であり且つ所定のシステム停止条件が満たされたときに、前記電動アクチュエータ制御部は、前記電力制御装置を停止させる、
請求項３に記載の作業車両。 A power control device electrically connected to the generator and the electric actuator;
When the storage amount is equal to or less than the second threshold and a predetermined system stop condition is satisfied, the electric actuator control unit stops the power control device;
The work vehicle according to claim 3. 前記システム停止条件は、前記電動アクチュエータの動作速度が所定速度まで低下したことを含む、
請求項４に記載の作業車両。 The system stop condition includes that the operating speed of the electric actuator has decreased to a predetermined speed.
The work vehicle according to claim 4. 前記システム停止条件は、前記発電機へのトルク指令値が０であることをさらに含む、
請求項５に記載の作業車両。 The system stop condition further includes a torque command value to the generator being 0,
The work vehicle according to claim 5. 前記貯留量が前記第２閾値以下であるときには、前記電動アクチュエータ制御部は、前記電動アクチュエータへのトルク指令値を０とする、
請求項３から６のいずれかに記載の作業車両。When the storage amount is less than or equal to the second threshold, the electric actuator control unit sets a torque command value to the electric actuator to 0,
The work vehicle according to any one of claims 3 to 6. 前記エンジン制御部は、前記貯留量が前記第１閾値より大きい通常時には、第１のエンジントルクカーブにて前記エンジンの出力を制御し、
前記エンジン制御部は、前記出力制限制御では、前記第１のエンジントルクカーブよりも低い前記エンジンの出力を規定する第２のエンジントルクカーブにて前記エンジンの出力を制御する、
請求項１から７のいずれかに記載の作業車両。 The engine control unit controls the output of the engine with a first engine torque curve at a normal time when the storage amount is larger than the first threshold,
The engine control unit controls the output of the engine with a second engine torque curve that defines an output of the engine lower than the first engine torque curve in the output restriction control.
The work vehicle according to any one of claims 1 to 7. 前記電動アクチュエータ制御部は、前記出力制限制御において、前記電動アクチュエータの出力トルクの上限を低減する、
請求項１から８のいずれかに記載の作業車両。 The electric actuator controller reduces the upper limit of the output torque of the electric actuator in the output restriction control;
The work vehicle according to any one of claims 1 to 8. 走行体と、
前記走行体に対して旋回可能に支持される旋回体と、
をさらに備え、
前記電動アクチュエータは、前記旋回体を旋回させる電動モータである、
請求項１から９のいずれかに記載の作業車両。 A traveling body,
A swivel body supported so as to be turnable with respect to the traveling body;
Further comprising
The electric actuator is an electric motor that rotates the revolving structure.
The work vehicle according to any one of claims 1 to 9. 還元剤タンク内の還元剤の貯留量を検出するステップと、
前記貯留量が第１閾値以下になったときに、エンジンの出力を低減する信号を出力する出力制限制御を行うステップと、
前記出力制限制御の実行中に、電動アクチュエータの出力を制限する信号を出力するステップと、
を備える作業車両の制御方法。 Detecting the amount of reducing agent stored in the reducing agent tank;
Performing output restriction control for outputting a signal for reducing the output of the engine when the storage amount is equal to or less than a first threshold;
Outputting a signal for limiting the output of the electric actuator during the execution of the output restriction control;
A method for controlling a work vehicle. 前記電動アクチュエータの駆動に必要な発電機の出力を算出するステップと、
低減された前記エンジンの出力と、前記電動アクチュエータの駆動に必要な前記発電機の出力とに基づいて、油圧ポンプの吸収トルクを決定するステップと、
決定された前記油圧ポンプの吸収トルクを示す指令信号を出力するステップと、
をさらに備える請求項１１に記載の作業車両の制御方法。 Calculating an output of a generator necessary for driving the electric actuator;
Determining the absorption torque of the hydraulic pump based on the reduced output of the engine and the output of the generator required to drive the electric actuator;
Outputting a command signal indicating the determined absorption torque of the hydraulic pump;
The work vehicle control method according to claim 11, further comprising: 前記貯留量が前記第１閾値より小さい第２閾値以下であるときに、前記電動アクチュエータに停止指令を出力するステップと、
前記停止指令の出力後、前記電動アクチュエータの動作速度が所定速度まで低下し、且つ、前記発電機へのトルク指令値が０であるときに、前記発電機と前記電動アクチュエータとの電力制御装置の停止信号を出力するステップと、
をさらに備える請求項１２に記載の作業車両の制御方法。Outputting a stop command to the electric actuator when the storage amount is equal to or smaller than a second threshold value that is smaller than the first threshold value;
After the output of the stop command, when the operating speed of the electric actuator decreases to a predetermined speed and the torque command value to the generator is 0, the power control device of the generator and the electric actuator Outputting a stop signal;
The work vehicle control method according to claim 12, further comprising:
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6439749B2 (en) * 2016-05-18 2018-12-19 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP6574752B2 (en) * 2016-12-13 2019-09-11 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method thereof
CN108973684B (en) * 2017-06-05 2021-07-13 湖南中车时代电动汽车股份有限公司 Control method of vehicle auxiliary system
WO2019022348A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-31 엘에스엠트론 주식회사 Agricultural work vehicle, and system and method for monitoring state of agricultural work vehicle
KR102017098B1 (en) 2017-07-27 2019-09-02 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 Control system, working machine, and control method
JP7054632B2 (en) * 2018-01-31 2022-04-14 株式会社小松製作所 Control device and control method for loading machines
CN110747932B (en) * 2019-10-18 2022-01-11 广西柳工机械股份有限公司 Excavator control system and method
CN111559368B (en) * 2020-04-26 2021-08-13 东风汽车集团有限公司 Power control method of plug-in hybrid electric vehicle
JP7368346B2 (en) * 2020-12-23 2023-10-24 トヨタ自動車株式会社 car

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4524679B2 (en) * 2006-03-15 2010-08-18 コベルコ建機株式会社 Hybrid construction machinery
JP4847218B2 (en) * 2006-06-01 2011-12-28 日立建機株式会社 Exhaust gas purification equipment for construction machinery
KR101081609B1 (en) * 2006-06-01 2011-11-09 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 Exhaust gas purifier of construction machine
JP5160814B2 (en) * 2007-05-31 2013-03-13 日立建機株式会社 Construction machinery
JP5342473B2 (en) * 2010-02-25 2013-11-13 ナブテスコ株式会社 Control device for hybrid construction machinery
JP5356436B2 (en) * 2011-03-01 2013-12-04 日立建機株式会社 Construction machine control equipment
JP5752531B2 (en) * 2011-08-31 2015-07-22 日立建機株式会社 Construction machinery
JP5959874B2 (en) * 2012-02-15 2016-08-02 日立建機株式会社 Hybrid work vehicle
JP6038504B2 (en) * 2012-06-26 2016-12-07 住友建機株式会社 Construction machinery
US20140013726A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Ford Global Technologies, Llc Ammonia storage control
JP6153441B2 (en) * 2013-10-03 2017-06-28 株式会社Kcm Work vehicle
JP6126963B2 (en) * 2013-10-03 2017-05-10 株式会社Kcm Work vehicle
IN2015DN06777A (en) * 2014-02-26 2015-08-14 Komatsu Mfg Co Ltd

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