WO2012029606A1 - 作業機械 - Google Patents

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WO2012029606A1
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hydraulic
electric
exhaust gas
temperature
engine
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PCT/JP2011/069057
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石川　広二
英敏 佐竹
真司 西川
大木　孝利
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日立建機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator having an exhaust gas purification device.
  • a recent working machine such as a hydraulic excavator generally includes an engine, a variable displacement hydraulic pump that is driven by transmission of power of the engine, a hydraulic actuator that is driven by hydraulic oil discharged from the variable displacement hydraulic pump, Between the variable displacement hydraulic pump and the hydraulic actuator, either the state of supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator or the non-supply state of returning hydraulic oil to the hydraulic oil tank without supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator
  • a control valve for controlling the actuator and an exhaust gas purification device for collecting particulate matter in the exhaust gas generated by incomplete combustion in the engine by a filter.
  • the exhaust gas purification device is provided in an exhaust pipe that guides engine exhaust gas to the outside of the hydraulic excavator. Particulate matter collected by the filter of the exhaust gas purification device is removed from the filter by being burned by the heat of the exhaust gas.
  • the engine output is set to the minimum discharge pressure and the minimum discharge amount necessary for cooling and lubrication of the hydraulic circuit in consideration of energy saving.
  • the pressure oil is reduced to a size necessary for discharging the variable displacement hydraulic pump.
  • the conventional hydraulic working machine disclosed in Patent Document 1 increases the discharge pressure and the discharge amount of the variable displacement hydraulic pump when the filter clogging is detected.
  • the load acting on the engine is increased, and the temperature of the exhaust gas is raised to the temperature necessary for the particulate matter to burn.
  • the means for increasing the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump is a switching valve capable of opening and closing a conduit that guides the discharge oil of the variable displacement hydraulic pump from the variable displacement hydraulic pump to the hydraulic oil tank. In this non-supply state, the discharge pressure is increased by controlling the switching valve.
  • Patent Document 2 has proposed a construction machine that uses an electric motor and a power storage device (battery, electric double layer capacitor, etc.) to improve energy efficiency and save energy compared to a conventional hydraulic working machine. Yes.
  • a generator is connected to the engine, electric energy generated by the generator during low-load operation is stored in a battery, and the electric energy is extracted during high-load operation. It is trying to reduce.
  • Patent Document 1 it is possible to increase the temperature of exhaust gas by applying a hydraulic load to the engine and to burn particulate matter accumulated in the exhaust gas purification device.
  • a load is applied by hydraulic pressure
  • problems such as an increase in leakage due to an increase in hydraulic circuit pressure during non-operation, an unexpected operation of the hydraulic actuator, and an increase in hydraulic circuit temperature due to the hydraulic energy being squeezed out. there were.
  • Patent Document 2 in a construction machine in which a generator is connected to an engine, the engine is generated by generating power with a generator instead of providing an engine load applying means by hydraulic pressure as in the prior art. It is possible to constitute a load applying means. In this case, the particulate matter of the exhaust gas purification device can be burned without changing the configuration of realizing charging for reducing fuel consumption by adding a generator. Therefore, it is not necessary to add parts. Further, when the load is applied by the generator, the problems such as an increase in leakage and a rise in the temperature of the hydraulic circuit, which were the problems of the load application due to the hydraulic pressure described above, do not occur. In addition, since the generator is driven by a normal torque command, it is possible to suppress variations and fluctuations in the load applied to the engine as compared with a hydraulic load, and more accurate load application is possible.
  • An object of the present invention is to provide a work machine capable of burning particulate matter collected by a filter of an exhaust gas purification device.
  • the present invention relates to an engine, a variable displacement hydraulic pump driven by the engine, an electric assist motor for assisting and driving the engine, and exhaust gas generated by the engine.
  • An exhaust gas purification device that collects particulate matter in the filter by a filter, and is interposed between the variable displacement hydraulic pump and the hydraulic actuator, and supplies hydraulic oil from the variable displacement hydraulic pump to the hydraulic actuator.
  • a control valve for actuator control that can be switched between a supply state to be supplied and a non-supply state in which hydraulic oil is not returned to the hydraulic oil tank without being supplied to the hydraulic actuator, and an electric storage device connected to the electric assist motor; And applying a load to the engine so that the temperature of the exhaust gas becomes a temperature necessary for the combustion of the particulate matter.
  • An electric load applying means for applying a load to the engine by causing the electric assist motor to perform a power generation operation to raise the temperature of the exhaust gas
  • the variable capacity type A hydraulic load applying means for applying a load to the engine by increasing a discharge pressure of the hydraulic pump and increasing a temperature of the exhaust gas, and selectively operating the electric load applying means and the hydraulic load applying means; And a selection control means for performing the control process.
  • the load applying means for applying a load to the engine applies an electric load to the engine by causing the electric assist motor to perform a power generation operation, and increases the temperature of the exhaust gas.
  • the electric system including the electric assist motor and the electric storage device is operating normally because it comprises hydraulic load applying means for applying a load to the engine by raising the discharge pressure of the hydraulic pump and raising the temperature of the exhaust gas.
  • the selection control means may be selected so as to perform control processing for operating the electric load applying means, for example. Thereby, the particulate matter accumulated in the exhaust gas purification device can be burned with high accuracy.
  • the selection control means A control process for operating the hanging means may be selected.
  • the particulate matter accumulated in the exhaust gas purification device can be burned. That is to say, an apparatus having an electric load applying means for burning particulate matter collected by the filter of the exhaust gas purifying device even at the time of failure of the electric system including the electric assist motor and the electric storage device. Can do.
  • the selection control unit includes an abnormality monitoring unit that monitors an abnormality of the electric system including the electric assist motor and the power storage device, and when the abnormality is monitored by the abnormality monitoring unit, Control processing for operating the hydraulic load applying means is performed.
  • the present invention is the above invention, wherein the selection control means includes power storage status monitoring means for monitoring a power storage status of the power storage device, and the hydraulic load application according to the power storage status monitored by the power storage status monitoring means.
  • the present invention is the above invention, wherein when the engine load is applied, the selection control means, when the remaining charge of the electricity storage device monitored by the electricity storage status monitoring means is lower than a preset lower limit threshold, Control processing for operating only the hydraulic load application means is performed, and when the remaining amount of power storage of the power storage device is higher than a preset upper limit threshold, control processing for operating only the electric load application means is performed, and When the remaining amount is between the upper limit threshold and the lower limit threshold, a control process for operating both the hydraulic load applying means and the electric load applying means is performed.
  • the present invention is the above-mentioned invention, wherein the selection control means operates the hydraulic load application means and the electric load application means in the control process for operating both the hydraulic load application means and the electric load application means. Is controlled according to the stored voltage of the power storage device.
  • the present invention is the above invention, wherein the selection control means, in the control process for operating both the hydraulic load application means and the electric load application means, the storage voltage of the storage device is near the lower limit threshold. Is characterized in that the ratio of operating the electric load applying means is increased, and control processing for increasing the ratio of operating the hydraulic load applying means is performed near the upper limit threshold.
  • the temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas, and the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detection means are at least a minimum for combustion of the particulate matter set in advance.
  • the load applying means for applying a load to the engine so that the temperature of the exhaust gas becomes a temperature necessary for the combustion of the particulate matter applies a load to the engine by causing the electric assist motor connected to the engine to perform a power generation operation.
  • FIG. 2 is an electric / hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a hydraulic drive device provided in the hydraulic excavator shown in FIG. 1. It is a block diagram which shows the structure of the electric system with which the hydraulic drive apparatus shown in FIG. 2 is equipped. It is a block diagram which shows the hydraulic control system containing the main controller with which 1st Embodiment is equipped. It is a flowchart which shows the control processing procedure in the main controller with which 1st Embodiment is equipped. It is a flowchart which shows the control processing procedure in the main controller with which 1st Embodiment is provided at the time of engine load application, and the controller of an electric system.
  • FIG. 5 is an electric / hydraulic circuit diagram showing a second embodiment of the hydraulic drive apparatus according to the present invention. It is a block diagram which shows the hydraulic control system containing the main controller with which 2nd Embodiment is equipped. It is a figure which shows the structure which adjusts the action
  • FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator cited as an example of a work machine according to the present invention.
  • the hydraulic excavator is attached to a traveling body 30, a revolving body 31 disposed on the traveling body 30, and the revolving body 31 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the working device 32 includes a boom 33 attached to the swing body 31 so as to be rotatable in the vertical direction, a boom cylinder 33a for operating the boom 33, and an arm 34 attached to the tip of the boom 33 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the arm 34 includes an arm cylinder 34 a that operates the arm 34, a bucket 35 that is rotatably attached to the tip of the arm 34, and a bucket cylinder 35 a that operates the bucket 35.
  • FIG. 2 is an electric / hydraulic circuit diagram showing a first embodiment of a hydraulic drive device provided in the hydraulic excavator shown in FIG.
  • the hydraulic drive device 1 provided in the hydraulic excavator includes an engine 2 (for example, a diesel engine) whose fuel injection amount is electronically controlled by an engine controller 3 and the power of the engine 2.
  • the variable displacement hydraulic pump 4 and the pilot pump 5 (fixed displacement hydraulic pump) that are driven by being transmitted, and the hydraulic actuator 6 that is driven by the hydraulic oil discharged from the variable displacement hydraulic pump 4 are provided.
  • FIG. 1 illustrates the hydraulic cylinders such as the boom cylinder 33a and the arm cylinder 35a described above as an example of the hydraulic actuator 6, but the hydraulic actuator 6 is not limited to the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic actuator 6 may be a traveling motor that causes the traveling body 30 to travel, or may be a turning motor that turns the turning body 31.
  • a supply state in which the hydraulic oil from the variable displacement hydraulic pump 4 is supplied to the hydraulic actuator 6, and the hydraulic oil is not supplied to the hydraulic actuator 6 and is operated.
  • An actuator control valve 7 that can be switched to any one of the non-supply states returned to the oil tank 8 is interposed.
  • This actuator control valve 7 is a three-position valve. At the neutral position S among these three valve positions, the actuator control valve 7 is in the non-supply state shown in FIG. 2 and guides the hydraulic oil from the variable displacement hydraulic pump 4 to the hydraulic oil tank 8. . At each of the left and right valve positions L and R of the neutral position S, the actuator control valve 7 is in the supply state described above.
  • Actuator control valve 7 is a hydraulic pilot type valve.
  • the pilot pressure applied to the actuator control control valve 7 is generated by using the operation device 9 including the pilot valve as the primary pressure of the discharge pressure of the pilot pump 5.
  • the actuator control valve 7 is switched from the neutral position S to the valve position L by applying the pilot pressure generated by the operating device 9 to the first pressure receiving portion 7a via the first pilot line 10, and conversely
  • the pilot pressure generated by the operating device 9 is applied from the neutral position S to the valve position R by being applied to the second pressure receiving portion 7b via the second pilot line 11.
  • the first and second pilot lines 10 and 11 are connected to a high pressure selection valve 12.
  • the pressure on the high pressure side selected by the high pressure selection valve 12 is detected by the pilot pressure sensor 13.
  • the pilot pressure sensor 13 converts the detected pressure Pp into a pilot pressure signal (electric signal), and this pilot pressure signal is input to the controller 14.
  • the engine 2 is provided with an exhaust pipe 15 that guides exhaust gas to the outside of the hydraulic excavator.
  • an exhaust gas purification device 16 that collects particulate matter in the exhaust gas generated by combustion in the engine 2 with a filter is provided.
  • the exhaust pipe 15 is provided with a differential pressure sensor 17 for detecting a differential pressure between the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas purification device 16 and the exhaust gas pressure downstream.
  • a differential pressure sensor 17 for detecting a differential pressure between the exhaust gas pressure upstream of the exhaust gas purification device 16 and the exhaust gas pressure downstream.
  • the variable displacement hydraulic pump 4 has a displacement displacement mechanism 4a that makes the displacement volume variable, and a hydraulic pilot regulator 4b that controls the displacement displacement mechanism 4a.
  • the pilot pressure applied to the regulator 4b is generated by the displacement volume control valve 18.
  • This displacement displacement control valve 18 uses the discharge pressure of the pilot pump 5 as a primary pressure to generate the pilot pressure.
  • the displacement displacement control valve 18 is an electromagnetic valve, and changes the pilot pressure applied to the regulator 4b in accordance with the displacement displacement control signal (current) from the controller 14.
  • a variable throttle 19 serving as a discharge pressure control means capable of increasing the discharge pressure is provided on the upstream side of the flow of pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump 4 with respect to the actuator control control valve 7.
  • the variable throttle 19 is a spring return type two-position valve capable of moving the valve body in the direction of the closed position with the open position as the initial position.
  • the variable throttle 19 is a hydraulic pilot type valve.
  • the pilot pressure applied to the variable throttle 19 is generated by the discharge pressure control valve 20.
  • the discharge pressure control valve 20 generates the pilot pressure using the discharge pressure of the pilot pump 5 as a primary pressure.
  • the discharge pressure control valve 20 is an electromagnetic valve, and changes the pilot pressure applied to the variable throttle 19 in accordance with a discharge pressure control signal (current) from the controller 14.
  • the discharge pressure control valve 20 and the controller 14 constitute a control means for the variable throttle 19.
  • the electric assist motor 23 is connected to the engine drive shaft, and assists the engine 2 and generates electric power by an electric system 50 including a control means and a power storage device.
  • the electric assist motor 23 is normally controlled in consideration of fuel saving of the engine 2. For example, in order to reduce engine load fluctuations, power generation is performed at a low engine load, and drive assist is performed at a high engine load.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the electric system provided in the hydraulic drive apparatus shown in FIG.
  • DC power from the capacitor 24 is boosted to a predetermined bus voltage by a chopper 51 provided in the power control unit 55 and input to an inverter 53 for driving the electric assist motor 23.
  • the smoothing capacitor 54 is provided to stabilize the bus voltage.
  • the capacitor 24 is charged and discharged depending on the driving state of the electric assist motor 23 (whether the engine is assisting or generating power).
  • the controller 80 that controls the electric assist motor 23 and the capacitor 24 instructs the power control unit 55 to perform each control.
  • the controller 80 connected to the main controller 14 includes abnormality monitoring means 81 for monitoring errors and failures of the electric system 50 including the electric assist motor 23, the capacitor 24, and the power control unit 55, and the electric storage device, that is, the electric storage status of the capacitor 24.
  • the power storage status monitoring means 82 for monitoring and the electric assist motor control means 83 for controlling drive assist / power generation of the electric assist motor 23 are provided.
  • the power control unit 55 controls the electric assist motor 23 so that the commanded torque is obtained. To do.
  • the electric assist motor control means 83 When it is detected that an abnormality has occurred in the electric system such as the power control unit 55, the electric assist motor 23, the capacitor 24, etc. via the abnormality monitoring means 81, or the amount of electricity stored in the capacitor 24 is determined via the electricity storage status monitoring means 82. When it is detected that the electric power is outside the predetermined range, the electric assist motor control means 83 performs a control process for stopping the power generation or driving of the electric assist motor 23.
  • Electric load applying means for increasing the temperature of the exhaust gas of the engine 2 is configured.
  • variable throttle 19, the discharge pressure control valve 20, and the pilot pump 5 increase the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 4 to load the engine 2 and increase the temperature of the exhaust gas of the engine 2.
  • the hydraulic load applying means is configured.
  • the electric load applying means and the hydraulic load applying means described above are selected by the main controller 14 and the controller 80 of the electric system 50 including the abnormality monitoring means 81, the storage state monitoring means 82, and the electric assist motor control means 83.
  • the selection control means for performing the control process to be activated automatically is configured.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a hydraulic control system including a main controller provided in the first embodiment
  • FIG. 5 is a flowchart showing a control processing procedure in the main controller provided in the first embodiment.
  • the controller 14 has a CPU, a ROM, and a RAM, and is set as follows by a computer program.
  • the main controller 14 is set to function as a pilot pressure determination means.
  • This pilot pressure determination means determines whether or not the detected pressure Pp indicated by the pilot pressure signal from the pilot pressure sensor 13 is lower than the set pressure Pps for operating the actuator control control valve 7, that is, the actuator control control valve 7 It is determined whether the state is a supply state in which hydraulic oil from the variable displacement hydraulic pump 4 is supplied to the hydraulic actuator 6 or a non-supply state in which supply is not performed.
  • the supply state is a working state of the hydraulic excavator, and the non-supply state is a non-working state of the hydraulic excavator. That is, the working state and the non-working state of the hydraulic excavator are detected by the high pressure selection valve 12, the pilot pressure sensor 13, and the main controller 14.
  • the main controller 14 is also set to function as a differential pressure determination means.
  • This differential pressure determination means determines whether or not the detected differential pressure ⁇ Pe indicated by the differential pressure signal from the differential pressure sensor 17 is greater than or equal to a preset reference differential pressure ⁇ Pes.
  • the detected differential pressure ⁇ Pe increases as the exhaust gas flow path resistance increases as the filter of the exhaust gas purification device 16 becomes clogged. That is, the differential pressure sensor 17 and the main controller 14 detect clogging of the filter of the exhaust gas purification device 16.
  • the main controller 14 is also set to function as an engine speed command means.
  • This engine speed command means gives a first target speed signal R1 set in advance to the engine controller 3.
  • the first target rotational speed signal R1 has a size required for the variable displacement hydraulic pump 4 to discharge the minimum discharge pressure and the minimum discharge amount of pressure oil necessary for cooling and lubrication of the hydraulic circuit in consideration of energy saving. It is set to reduce the engine speed.
  • the engine speed command means performs control to switch the target speed signal given to the engine controller 3 from the first target speed signal R1 to the second target speed signal R2.
  • This second target rotational speed is larger than the first target rotational speed described above.
  • the main controller 14 is also set to function as a control valve control means for displacement displacement control.
  • This displacement displacement control valve control means provides the displacement displacement control valve 18 with a first displacement volume control signal DS1 corresponding to a preset first displacement volume.
  • the control valve for displacement displacement control 18 applies a pilot pressure to the regulator 4b in response to the first displacement displacement control signal DS1, the regulator 4b operates the displacement displacement mechanism unit 4a to reduce the displacement volume of the variable displacement hydraulic pump 4.
  • the variable displacement hydraulic pump 4 is driven by the engine 2 operating at the first target rotational speed in the state where the first displacement volume is set, the above-mentioned minimum discharge amount of pressure oil is discharged.
  • the displacement valve control means for displacement displacement control sends the displacement displacement control signal given to the displacement displacement control valve 18 from the first displacement displacement control signal DS1 to the second displacement displacement control signal DS2 set in advance. Perform switching control.
  • the control valve for displacement displacement control 18 applies a pilot pressure to the regulator 4b in response to the second displacement displacement control signal DS2, the regulator 4b operates the displacement displacement mechanism 4a to reduce the displacement volume of the variable displacement hydraulic pump 4. Set to 2nd displacement.
  • the variable displacement hydraulic pump 4 is driven by the engine 2 operating at the second target rotational speed in a state where the second displacement volume is set, the hydraulic fluid having a discharge amount larger than the minimum discharge amount is discharged. Discharge.
  • the main controller 14 is also set to function as a discharge valve control valve control means.
  • the discharge pressure control valve control means supplies a discharge pressure control signal DP having a preset current value to the discharge pressure control valve 20.
  • the discharge pressure control valve 20 applies a pilot pressure to the variable throttle 19 in response to the discharge pressure control signal DP, the valve position of the variable throttle 19 moves from the open position to the closed position, thereby increasing the discharge pressure. To do.
  • the relationship between the second target speed, the second displacement volume, and the reference discharge pressure Pds is necessary for the particulate matter to burn the exhaust gas temperature by increasing the load (engine load) applied to the engine 2. It is set to be a minimum size for raising the temperature to a certain temperature. That is, the reference discharge pressure Pds is such that the engine load based on the second target rotational speed and the second displacement volume has a minimum height for raising the exhaust gas temperature to a temperature necessary for the combustion of the particulate matter. Is set to
  • main controller 14 is set to execute the processing as each means in the flow shown in FIG. The process flow will be described.
  • the main controller 14 first functions as a pilot pressure determination means, and determines whether or not the detected pressure Pp indicated by the pilot pressure signal from the pilot pressure sensor 13 is less than the set pressure Pps (step S1). The main controller 14 repeats this step S1 unless the detected pressure Pp becomes lower than the set pressure Pps, that is, unless a non-working state of the hydraulic excavator is detected (NO in step S1).
  • step S2 When the non-working state of the hydraulic excavator is detected (YES in step S1), the controller 14 functions as a differential pressure determination means, and the detected differential pressure ⁇ Pe indicated by the differential pressure signal from the differential pressure sensor 17 is greater than or equal to the reference differential pressure ⁇ Pes. (Procedure S2).
  • the main controller 14 When it is determined that the detected differential pressure ⁇ Pe is not equal to or higher than the reference differential pressure ⁇ Pes, that is, when clogging of the filter of the exhaust gas purifying device 16 is not detected (NO in step S2), the main controller 14 includes an engine speed command means, and It functions as a control valve control means for displacement displacement control, and provides a first target rotational speed signal R1 to the engine controller 3 and a first displacement displacement control signal DS1 to the displacement displacement control valve 18. At this time, the valve position of the actuator control control valve 7 is the neutral position S, and the valve position of the variable throttle 19 is the open position.
  • the variable displacement hydraulic pump 4 has the minimum discharge pressure and the minimum discharge amount necessary for cooling and lubrication of the hydraulic circuit. It becomes the state which discharges the pressure oil.
  • the main controller 14 performs the process from step S1 again, and repeats “procedure S1 ⁇ procedure S2 ⁇ procedure S3 ⁇ procedure S1” when the non-working state of the excavator is detected and clogging is not detected.
  • the variable displacement hydraulic pump 4 is maintained in a state of discharging the minimum discharge pressure and the minimum discharge amount of pressure oil necessary for cooling and lubrication of the hydraulic circuit.
  • the main controller 14 When the clogging of the filter of the exhaust gas purification device 16 is detected (YES in step S2), the main controller 14 functions as an engine speed command means. That is, the target engine speed signal given to the engine controller 3 is switched from the first target engine speed signal R1 to the second target engine speed signal R2, and the engine engine speed is increased to the second target engine speed (step S4).
  • the main controller 14 also functions as a control valve control means for the displacement displacement control, and the displacement displacement control signal to be given to the displacement displacement control valve 18 is controlled from the first displacement displacement control signal DS1 to the second displacement displacement control.
  • the displacement volume of the variable displacement hydraulic pump 4 is increased to the second displacement volume (step S4).
  • the main controller 14 also functions as a discharge pressure control valve control means, and supplies a discharge pressure control signal DP to the discharge pressure control valve 20 (step S4).
  • the discharge pressure control valve 20 applies a pilot pressure corresponding to the discharge pressure control signal DP to the variable throttle 19, the valve position of the variable throttle 19 moves from the open position to the closed position, thereby increasing the discharge pressure. To do.
  • the hydraulic drive device 1 provided in the present embodiment increases the discharge amount by increasing the engine speed and pushing away volume when increasing the engine output in order to burn particulate matter.
  • the discharge amount may be increased only by increasing the engine speed.
  • the discharge amount control valve 20 and the main controller 14 constitute the control means of the hydraulic pilot type variable throttle 19, but the hydraulic pilot type variable throttle 19
  • an electromagnetic pilot type variable throttle is provided, that is, the discharge pressure control means comprises an electromagnetic pilot type variable throttle, and only the main controller 14 has the variable throttle. It may be a control means.
  • the variable throttle is a hydraulic pilot type
  • the power of the variable throttle can be obtained more easily than in the case of the electromagnetic pilot type.
  • the variable throttle is an electromagnetic pilot type
  • the main controller 14 When load application is started by the main controller 14, the main controller 14 outputs an electric load application start command to the controller 80 of the electric system 50 as shown in FIG.
  • the controller 80 When the electric load application start command is input, the controller 80 outputs the electric load application torque T as a torque command to the power control unit 55, and the power control unit 55 causes the electric assist motor 23 to perform a power generation operation with the command torque.
  • the electric load application torque T is an electric assist motor torque necessary for setting the engine load at an exhaust gas temperature necessary for burning the particulate matter, and is set in advance.
  • the electric assist motor 23 is driven by a torque command, so that variations and fluctuations in the load applied to the engine 2 can be suppressed and more accurate than the load by hydraulic pressure. High load can be applied.
  • the load applied to the engine 2 is determined by the power generation torque and the rotational speed of the electric assist motor 23, the load may be applied to the engine 2 by changing not only the power generation torque but also the engine rotational speed.
  • the hydraulic excavator according to the present embodiment has a configuration capable of performing both the control process for operating the hydraulic load applying means and the control process for operating the electric load applying means. Further, the control process for operating the hydraulic load applying means and the control process for operating the electric load applying means are configured to be established independently of each other. Therefore, in the present embodiment, a control process for operating only the hydraulic load applying means, a control process for operating only the electric load applying means, and a control process for operating both the hydraulic load applying means and the electric load applying means (both loads) Can be selectively used.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control processing procedure in the main controller and the controller of the electric system provided in the first embodiment when the engine is loaded.
  • the electric load application and the hydraulic load application selection procedure in the hydraulic excavator according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the above-described hydraulic load applying means is used for the load starting condition for applying a load to the engine 2 and the determination means. This is the same as that described in the control processing stage for operating (step S11).
  • step S12 When loading is started by the main controller 14, it is first determined whether or not the state of the electric system 50 is normal via the abnormality monitoring means 81 of the controller 80 of the electric system 50 (step S12). When it is determined that the electric system 50 is abnormal, a control process for operating the aforementioned hydraulic load applying means is executed.
  • step S13 it is determined whether the capacitor voltage is equal to or lower than the preset lower limit threshold VL via the storage status monitoring means 82 of the controller 80 (step S13).
  • a control process for operating only the electric load applying means described above is executed.
  • step S14 When it is determined that the capacitor voltage is larger than the lower limit threshold VL, it is determined whether the capacitor voltage is equal to or higher than the upper limit threshold VH (step S14). When it is determined that the value is equal to or higher than the upper limit threshold value VH, a control process for operating only the hydraulic load applying means described above is executed.
  • the main controller 14 and the controller 80 included in the electric system 50 are shown as separate controllers. However, these controllers are configured by one controller having the functions of the two controllers described above. May be.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship of each load with respect to the capacitor voltage when operating both the electric load applying means and the hydraulic load applying means provided in the first embodiment.
  • control process for operating the hydraulic load application means and the control process for operating the electric load application means are configured to be established independently of each other.
  • the sum of the hydraulic load applied in the control process for operating the electric load and the electric load applied in the control process for operating the electric load applying means is the load of the engine 2 that makes the temperature of the exhaust gas that burns particulate matter. Set.
  • the ratio of the hydraulic load and the electric load occupying the load of the engine 2 necessary for loading is changed by the capacitor voltage.
  • the capacitor voltage is near the lower limit threshold VL
  • the ratio of the electric load is increased
  • the capacitor voltage is near the upper limit threshold VH
  • the ratio of the hydraulic load is increased.
  • the capacitor 24 is charged by the electric load application alone, and at the moment when the voltage exceeds a certain threshold value. Then, the electric load application by the electric assist motor 23 is stopped, the variable throttle 19 for increasing the pump discharge pressure is closed, and the operation is switched to the hydraulic load application. At this time, there is a concern that a sudden load fluctuation occurs in the engine 2 due to a difference in response between electric / hydraulic switching and a shock occurs.
  • the load applying means for applying a load to the engine 2 applies the load to the engine 2 by causing the electric assist motor 23 to perform a power generation operation, and the temperature of the exhaust gas is increased. Since it comprises hydraulic load application means for applying a load to the engine 2 by increasing the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump 4 and increasing the temperature of the exhaust gas, the electric assist motor 23 and the capacitor 24 as an electric storage device are provided.
  • the control process for operating the electric load applying means is selected by the selection control means. Thereby, the particulate matter accumulated in the exhaust gas purification device 16 can be burned with high accuracy.
  • the selection control means A control process for operating the hydraulic load applying means may be selected.
  • energy loss or the like occurs more than the electric load applying means, but the particulate matter accumulated in the exhaust gas purification device 16 can be burned.
  • the particulate matter collected by the filter of the exhaust gas purifying device 16 is provided with an electric load applying means, even when the electric system 50 including the electric assist motor 23 and the capacitor 24 is out of order. Can be burned.
  • the function of removing the particulate matter in the exhaust gas accumulated in the exhaust gas purification device 16 can be improved, and a hydraulic excavator excellent in the exhaust gas purification accuracy of the engine 2 can be obtained.

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Abstract

【課題】電動負荷掛け手段を備えたものにあって、電動アシストモータおよび蓄電デバイスを含む電動システムの故障時であっても、排気ガス浄化装置のフィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることができる作業機械の提供。 【解決手段】本発明は、排気ガスの温度を粒子状物質の燃焼に必要な温度となるようにエンジン２に負荷を掛ける負荷掛け手段が、電動アシストモータ２３を発電動作させることによりエンジン２に負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段と、可変容量型油圧ポンプ４の吐出圧を上昇させることによりエンジン２に負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段とから成り、電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段とを選択的に作動させる制御処理を行なう選択制御手段を備えた構成にしてある。

Description

作業機械
　本発明は、排気ガス浄化装置を有する油圧ショベル等の作業機械に関する。
　昨今の作業機械例えば油圧ショベルは、一般に、エンジンと、このエンジンの動力を伝達されて駆動する可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプから吐出された作動油で駆動する油圧アクチュエータと、可変容量型油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間に介在し、油圧アクチュエータに作動油を供給する状態と、油圧アクチュエータに作動油を供給せずに作動油を作動油タンクに戻す非供給状態とのいずれかに切り替え可能なアクチュエータ制御用制御弁と、エンジンにおける不完全燃焼で生じた排気ガス中の粒子状物質をフィルタにより捕集する排気ガス浄化装置とを備えている。
　排気ガス浄化装置は、エンジンの排気ガスを油圧ショベルの外部に導く排気管に設けられている。この排気ガス浄化装置のフィルタにより捕集された粒子状物質は、排気ガスの熱で燃焼されることによって、そのフィルタから除去される。
　油圧ショベルの非作業状態において、すなわち前述したアクチュエータ制御用制御弁の非供給状態において、エンジン出力は、省エネを考慮して、油圧回路の冷却および潤滑に必要な最低吐出圧、および最小吐出量の圧油を可変容量型油圧ポンプが吐出するのに必要な大きさまで低下するようになっている。
　エンジン出力が低くなれば排気ガスの温度も低くなる。これに伴い、排気ガスの熱による粒子状物質の燃焼が生じにくくなって、排気ガス浄化装置のフィルタが目詰まりしやすくなる。フィルタの目詰まりを防止するために、特許文献１に示される従来の油圧作業機械では、フィルタの目詰まりを検知したときに、可変容量型油圧ポンプの吐出圧、および吐出量を上昇させることでエンジンに作用する負荷を増加させ、排気ガスの温度を粒子状物質が燃焼するのに必要な温度まで上昇させるようにしてある。可変容量型油圧ポンプの吐出圧を上昇させる手段は、可変容量型油圧ポンプから作動油タンクに可変容量型油圧ポンプの吐出油を導く管路を開閉可能な切替弁であり、アクチュエータ制御用制御弁の非供給状態において、その切替弁を制御することで吐出圧を上昇させるようになっている。
　ところで近年、電動モータおよび蓄電デバイス（バッテリや電気二重層キャパシタ等）を用いることにより、従来の油圧作業機械よりもエネルギ効率を高め、省エネルギ化を図った建設機械が特許文献２に提案されている。この特許文献２に示される建設機械では、エンジンに発電機を接続し、低負荷運転時に発電機で発生した電気エネルギをバッテリに蓄電し、高負荷運転時にその電気エネルギを取り出して、エンジンの負荷を軽減させるようにしている。
特許第３０７３３８０号公報 特許第３６４７３１９号公報
　特許文献１に示される従来技術によれば、油圧負荷をエンジンに掛けることにより、排気ガスの温度を上昇させ、排気ガス浄化装置に蓄積された粒子状物質を燃焼させることが可能である。しかし、油圧によって負荷掛けする場合、非操作時の油圧回路圧力の上昇によるリークの増加、それによる想定外の油圧アクチュエータの作動や、絞り捨てる油圧エネルギによる油圧回路の温度上昇の発生などの問題があった。
　ここで、例えば特許文献２に示されるように、エンジンに発電機を接続した建設機械にあっては、従来のように油圧によるエンジン負荷掛け手段を設ける代わりに、発電機で発電することでエンジン負荷掛け手段を構成することが可能である。この場合、発電機を追加することによる燃費低減のための充電の実現という構成をそのままにして、排気ガス浄化装置の粒子状物質を燃焼させることができる。したがって、部品を追加させなくて済む。さらに、発電機によって負荷掛けをする場合、前述の油圧による負荷掛けの問題であったリーク増大や、油圧回路の温度上昇といった問題を生じない。また、発電機は通常トルク指令によって駆動するため、油圧による負荷に比べて、エンジンに掛ける負荷のばらつきや変動を抑えることができ、より正確な負荷掛けが可能となる。
　しかし、この発電機による負荷掛けを行なう場合には、発電機や蓄電デバイスのエラー、故障といった異常状態で発電機が正常な動作を行なえない場合や、蓄電デバイスのエネルギ不足や過充電状態等、何らかの理由で発電機のトルクが発生できなくなる状態が起こり得る。このような状態となると、粒子状物質を燃焼させるための負荷をエンジンに掛けることができなくなり、排気ガス中の粒子状物質の除去機能が低下してしまう。
　本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、電動負荷掛け手段を備えたものにあって、電動アシストモータおよび蓄電デバイスを含む電動システムの故障時であっても、排気ガス浄化装置のフィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることができる作業機械を提供することにある。
　この目的を達成するために、本発明は、エンジンと、このエンジンで駆動される可変容量型油圧ポンプと、前記エンジンの駆動補助、および発電をする電動アシストモータと、前記エンジンで生じた排気ガス中の粒子状物質をフィルタにより捕集する排気ガス浄化装置と、前記可変容量型油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在し、前記可変容量型油圧ポンプからの作動油を前記油圧アクチュエータに供給する供給状態と、前記油圧アクチュエータに供給せずに作動油を作動油タンクに戻す非供給状態とのいずれかに切り替え可能なアクチュエータ制御用制御弁と、前記電動アシストモータに接続された蓄電デバイスと、前記排気ガスの温度を前記粒子状物質の燃焼に必要な温度となるように前記エンジンに負荷を掛ける負荷掛け手段とを備えた作業機械において、前記負荷掛け手段が、前記電動アシストモータを発電動作させることにより前記エンジンに負荷を掛け、前記排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段と、前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧を上昇させることにより前記エンジンに負荷を掛け、前記排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段とから成り、前記電動負荷掛け手段と前記油圧負荷掛け手段とを選択的に作動させる制御処理を行なう選択制御手段を備えたことを特徴としている。
　このように構成した本発明は、エンジンに負荷を掛ける負荷掛け手段が、電動アシストモータを発電動作させることによりエンジンに負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段と、可変容量型油圧ポンプの吐出圧を上昇させることによりエンジンに負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段とから成ることから、電動アシストモータおよび蓄電デバイスを含む電動システムが正常に動作しているときには、選択制御手段によって、例えば電動負荷掛け手段を作動させる制御処理を行なうように選択すればよい。これにより、排気ガス浄化装置に蓄積した粒子状物質を高い精度で燃焼させることができる。このように電動負荷掛け手段が作動している状態にあって、電動アシストモータおよび蓄電デバイスを含む電動システムに異常が生じ、電動負荷掛け手段が機能しなくなったときには、選択制御手段によって、油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理を選択させればよい。これにより電動負荷掛け手段よりもエネルギロス等を生じるものの、排気ガス浄化装置に蓄積した粒子状物質を燃焼させることができる。すなわち、電動負荷掛け手段を備えたものにあって、電動アシストモータおよび蓄電デバイスを含む電動システムの故障時であっても、排気ガス浄化装置のフィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることができる。
　また本発明は、前記発明において、前記選択制御手段は、前記電動アシストモータおよび前記蓄電デバイスを含む電動システムの異常を監視する異常監視手段を含み、この異常監視手段で異常が監視されたとき、前記油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理を行なうことを特徴としている。
　また本発明は、前記発明において、前記選択制御手段は、前記蓄電デバイスの蓄電状況を監視する蓄電状況監視手段を含み、この蓄電状況監視手段で監視される蓄電状況に応じて、前記油圧負荷掛け手段のみを作動させる制御処理、前記電動負荷掛け手段のみを作動させる制御処理、および前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理のいずれかの制御処理を行なうことを特徴としている。
　また本発明は、前記発明において、前記選択制御手段は、前記エンジンの負荷掛け時に、前記蓄電状況監視手段で監視される前記蓄電デバイスの蓄電残量が予め設定される下限閾値より低いときは、前記油圧負荷掛け手段のみを作動させる制御処理を行ない、前記蓄電デバイスの蓄電残量が予め設定される上限閾値より高いときには、前記電動負荷掛け手段のみを作動させる制御処理を行ない、前記蓄電デバイスの残量が前記上限閾値と前記下限閾値の間にあるときは、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理を行なうことを特徴としている。
　また本発明は、前記発明において、前記選択制御手段は、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理に際して、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段を作動させる割合を、前記蓄電デバイスの蓄電電圧に応じて変化させる制御処理を行なうことを特徴としている。
　また本発明は、前記発明において、前記選択制御手段は、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理に際して、前記蓄電デバイスの蓄電電圧が前記下限閾値の付近にあっては、前記電動負荷掛け手段を作動させる割合を大きくし、前記上限閾値の付近にあっては、前記油圧負荷掛け手段を作動させる割合を大きくする制御処理を行なうことを特徴としている。
　また本発明は、前記発明において、前記排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段で検出された前記排気ガスの温度が、予め設定される前記粒子状物質の燃焼に最低限必要と見做し得る温度範囲内の温度かどうか判定する排気ガス温度判定手段と、この排気ガス温度判定手段で、前記温度検出手段によって検出された前記排気ガスの温度が、前記温度範囲内の温度でないと判定されたとき、前記排気ガスの温度が前記温度範囲内の温度となるように、前記選択制御手段で選択された負荷掛け手段の作動を調整する調整手段とを備えたことを特徴としている。
　本発明は、排気ガスの温度を粒子状物質の燃焼に必要な温度となるようにエンジンに負荷を掛ける負荷掛け手段が、エンジンに接続した電動アシストモータを発電動作させることによりエンジンに負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段と、可変容量型油圧ポンプの吐出圧を上昇させることによりエンジンに負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段とから成り、電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段とを選択的に作動させる制御処理を行なう選択制御手段を備えたことから、選択制御手段の制御処理によって電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段とを選択的に作動させることによって、電動負荷掛け手段を備えたものにあって、電動アシストモータおよび蓄電デバイスを含む電動システムの故障時であっても、油圧負荷掛け手段を作動させることにより、排気ガス浄化装置のフィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることができる。これにより、排気ガス浄化装置に蓄積された排気ガス中の粒子状物質の除去機能を従来よりも向上させることができ、エンジンの排気ガスの浄化精度に優れた作業機械を得ることができる。
本発明に係る作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置の第１実施形態を示す電気・油圧回路図である。 図２に示す油圧駆動装置に備えられる電動システムの構成を示すブロック図である。 第１実施形態に備えられるメインコントローラを含む油圧制御システムを示すブロック図である。 第１実施形態に備えられるメインコントローラにおける制御処理手順を示すフローチャートである。 エンジンの負荷掛けに際しての第１実施形態に備えられるメインコントローラ、および電動システムのコントローラにおける制御処理手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に備えられる電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段の双方を作動させる際のキャパシタ電圧に対するそれぞれの負荷の関係を示す図である。 本発明に係る油圧駆動装置の第２実施形態を示す電気・油圧回路図である。 第２実施形態に備えられるメインコントローラを含む油圧制御システムを示すブロック図である。 第２実施形態に備えられるメインコントローラに含まれる油圧負荷掛け手段の作動を調整する構成を示す図である。 第２実施形態に備えられるメインコントローラにおける油圧負荷掛けに際しての制御処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に備えられるメインコントローラに含まれる電動負荷掛け手段の作動を調整する構成を示す図である。 第２実施形態に備えられるメインコントローラにおける電動負荷掛けに際しての制御処理手順を示すフローチャートである。
　以下、本発明に係る作業機械の実施の形態を図に基づいて説明する。
［第１実施形態に係る油圧ショベルの構成］
　図１は本発明に係る作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。この油圧ショベルは、図１に示すように、走行体３０と、この走行体３０上に配置される旋回体３１と、この旋回体３１に上下方向の回動可能に取り付けられ、土砂の掘削作業等を実施する作業装置３２とを備えている。作業装置３２は、旋回体３１に上下方向の回動可能に取り付けられるブーム３３と、このブーム３３を作動させるブームシリンダ３３ａと、ブーム３３の先端に上下方向の回動可能に取り付けられるアーム３４と、このアーム３４を作動させるアームシリンダ３４ａと、アーム３４の先端に上下方向の回動可能に取り付けられるバケット３５と、このバケット３５を作動させるバケットシリンダ３５ａとを含んでいる。
［第１実施形態に備えられる油圧システム］
　図２は図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置の第１実施形態を示す電気・油圧回路図である。
　この図２に示すように、本実施形態に係る油圧ショベルに備えられる油圧駆動装置１は、エンジンコントローラ３により燃料噴射量を電子制御されるエンジン２（例えばディーゼルエンジン）と、このエンジン２の動力を伝達されて駆動される可変容量型油圧ポンプ４およびパイロットポンプ５（固定容量型油圧ポンプ）と、可変容量型油圧ポンプ４から吐出される作動油で駆動される油圧アクチュエータ６とを備えている。図１では説明を簡単にするために、油圧アクチュエータ６の一例として、前述したブームシリンダ３３ａ、アームシリンダ３５ａ等の油圧シリンダを示してあるが、油圧アクチュエータ６は油圧シリンダには限られない。油圧アクチュエータ６は、走行体３０を走行させる走行モータであってもよく、また、旋回体３１を旋回させる旋回モータであってもよい。
　可変容量型油圧ポンプ４と油圧アクチュエータ６との間には、可変容量型油圧ポンプ４からの作動油を油圧アクチュエータ６に供給する供給状態と、作動油を油圧アクチュエータ６に供給せずに、作動油タンク８に戻す非供給状態のいずれかに切り替え可能なアクチュエータ制御用制御弁７が介在している。このアクチュエータ制御用制御弁７は、３位置弁である。これらの３つの弁位置のうちの中立位置Ｓのときにアクチュエータ制御用制御弁７は、同図２に示す非供給状態となり、可変容量型油圧ポンプ４からの作動油を作動油タンク８に導く。中立位置Ｓの左右の弁位置Ｌ，Ｒのそれぞれのときにアクチュエータ制御用制御弁７は前述した供給状態となる。
　アクチュエータ制御用制御弁７は油圧パイロット式の弁である。このアクチュエータ制御用制御弁７に与えるパイロット圧力は、パイロット弁を含む操作装置９によって、パイロットポンプ５の吐出圧を１次圧として生成される。アクチュエータ制御用制御弁７は、操作装置９により生成されるパイロット圧力が第１パイロットライン１０を介して第１受圧部７ａに与えられることによって中立位置Ｓから弁位置Ｌ方向に切り替えられ、逆に、操作装置９により生成されたパイロット圧力が第２パイロットライン１１を介して第２受圧部７ｂに与えられることによって中立位置Ｓから弁位置Ｒ方向へ切り替えられる。
　第１，第２パイロットライン１０，１１は高圧選択弁１２に接続されている。高圧選択弁１２が選択した高圧側の圧力は、パイロット圧力センサ１３により検出される。このパイロット圧力センサ１３は、検出圧力Ｐｐをパイロット圧力信号（電気信号）に変換するようになっていて、このパイロット圧力信号はコントローラ１４に入力されるようになっている。
　エンジン２には、排気ガスを油圧ショベルの外部に導く排気管１５が設けられている。この排気管１５の途中には、エンジン２における燃焼で生じた排気ガス中の粒子状物質をフィルタにより捕集する排気ガス浄化装置１６が設けられている。
　排気管１５には、排気ガス浄化装置１６の上流側の排気ガス圧と下流側の排気ガス圧の差圧を検出する差圧センサ１７が設けられている。排気ガス浄化装置１６のフィルタの目詰まり量が増加すると、排気ガスの流路抵抗が増加して上流側の排気ガス圧が下流側よりも大きくなるため、差圧センサ１７は、上流側の排気ガス圧が下流側よりも高い圧力であることを示す差圧を検出する。差圧センサ１７は、検出差圧ΔＰｅを差圧信号（電気信号）に変換するようになっている。この差圧信号は、コントローラ１４に入力されるようになっている。
　可変容量型油圧ポンプ４は、押し退け容積を可変にする押し退け容積可変機構部４ａと、この押し退け容積可変機構部４ａを制御する油圧パイロット式のレギュレータ４ｂとを有する。レギュレータ４ｂに与えるパイロット圧力は、押し退け容積制御用制御弁１８により生成される。この押し退け容積制御用制御弁１８はパイロットポンプ５の吐出圧を１次圧として、そのパイロット圧力を生成する。また、この押し退け容積制御用制御弁１８は電磁弁であり、コントローラ１４からの押し退け容積制御信号（電流）に応じて、レギュレータ４ｂに与えるパイロット圧力を変化させる。
　アクチュエータ制御用制御弁７よりも可変容量型油圧ポンプ４から吐出される圧油の流れの上流側の管路には、吐出圧を上昇させることが可能な吐出圧制御手段としての可変絞り１９が設けられている。この可変絞り１９は、開位置を初期位置とし閉位置の方向に弁体を移動させることが可能なスプリングリターン式の２位置弁である。また、この可変絞り１９は油圧パイロット式の弁である。この可変絞り１９に与えるパイロット圧力は吐出圧制御用制御弁２０により生成される。この吐出圧制御用制御弁２０はパイロットポンプ５の吐出圧を１次圧として、そのパイロット圧力を生成する。また、この吐出圧制御用制御弁２０は電磁弁であり、コントローラ１４からの吐出圧制御信号（電流）に応じて、可変絞り１９に与えるパイロット圧力を変化させる。吐出圧制御用制御弁２０とコントローラ１４は、可変絞り１９の制御手段を構成してある。
　電動アシストモータ２３はエンジン駆動軸と接続されており、制御手段や蓄電デバイスが含まれる電動システム５０によってエンジン２のアシストや発電を行なう。この電動アシストモータ２３は、通常、エンジン２の省燃費化を考慮して制御される。例えば、エンジン負荷変動を軽減するために、エンジン低負荷時には発電を行ない、エンジン高負荷時には駆動アシストを行なう。
［第１実施形態に備えられる電動システム］
　図３は図２に示す油圧駆動装置に備えられる電動システムの構成を示すブロック図である。
　キャパシタ２４からの直流電力は、パワーコントロールユニット５５に備えられるチョッパ５１によって所定の母線電圧に昇圧され、電動アシストモータ２３を駆動するためのインバータ５３に入力される。平滑コンデンサ５４は、母線電圧を安定化させるために設けられている。電動アシストモータ２３の駆動状態（エンジンアシストしているか発電しているか）によって、キャパシタ２４は充放電されることになる。
　電動アシストモータ２３、およびキャパシタ２４の制御を行なうコントローラ８０は、パワーコントロールユニット５５に対して指令を行ない、各制御を行なう。
　本実施形態に係る油圧ショベルにおける通常時、すなわち電動システム５０が正常に動作しているときには、電動アシストモータ２３による発電負荷が実施されるようになっている。
　メインコントローラ１４に接続されるコントローラ８０は、電動アシストモータ２３やキャパシタ２４、パワーコントロールユニット５５を含む電動システム５０のエラーや故障を監視する異常監視手段８１と、蓄電デバイスすなわちキャパシタ２４の蓄電状況を監視する蓄電状況監視手段８２と、電動アシストモータ２３の駆動アシスト・発電を制御する電動アシストモータ制御手段８３とを備えている。
　コントローラ８０が電動アシストモータ２３に駆動トルク時のトルク、あるいは発電動作時のトルク指令値をパワーコントロールユニット５５に与えると、パワーコントロールユニット５５は指令されたトルクとなるように電動アシストモータ２３を制御する。
　異常監視手段８１を介してパワーコントロールユニット５５、電動アシストモータ２３、キャパシタ２４等の電動系に異常が発生したことが検出されたとき、あるいは蓄電状況監視手段８２を介してキャパシタ２４の蓄電量が所定の範囲外になったことが検出されたときは、電動アシストモータ制御手段８３によって、電動アシストモータ２３の発電または駆動を停止させる制御処理が実施される。
　前述した電動システム５０に含まれるパワーコントロールユニット５５のインバータ５３、および電動システム５０に含まれるコントローラ８０の電動アシストモータ制御手段８３によって、電動アシストモータ２３を発電動作させることによりエンジン２に負荷を掛け、エンジン２の排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段が構成されている。
　前述した可変絞り１９、吐出圧制御用制御弁２０、およびパイロットポンプ５によって、可変容量型油圧ポンプ４の吐出圧を上昇させることによりエンジン２に負荷を掛け、エンジン２の排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段が構成されている。
　また、メインコントローラ１４と、異常監視手段８１、蓄電状況監視手段８２、および電動アシストモータ制御手段８３を含む電動システム５０のコントローラ８０とによって、前述の電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段とを選択的に作動させる制御処理を行なう選択制御手段が構成されている。
［第１実施形態における油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理］
　図４は第１実施形態に備えられるメインコントローラを含む油圧制御システムを示すブロック図、図５は第１実施形態に備えられるメインコントローラにおける制御処理手順を示すフローチャートである。
　コントローラ１４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを有し、コンピュータプログラムにより次のように設定されている。
　図４に示すように、メインコントローラ１４は、パイロット圧力判定手段として機能するように設定されている。このパイロット圧力判定手段は、パイロット圧力センサ１３からのパイロット圧力信号により示された検出圧力Ｐｐが、アクチュエータ制御用制御弁７を作動させる設定圧力Ｐｐｓ未満かどうかを、すなわち、アクチュエータ制御用制御弁７の状態が可変容量型油圧ポンプ４からの作動油を油圧アクチュエータ６に供給する供給状態なのか、供給しない非供給状態なのかを判定する。供給状態は油圧ショベルの作業状態であり、非供給状態は油圧ショベルの非作業状態である。つまり、高圧選択弁１２とパイロット圧力センサ１３とメインコントローラ１４とによって、油圧ショベルの作業状態と非作業状態とが検知されるようになっている。
　また、メインコントローラ１４は、差圧判定手段としても機能するように設定されている。この差圧判定手段は、差圧センサ１７からの差圧信号により示された検出差圧ΔＰｅが、予め設定された基準差圧ΔＰｅｓ以上であるかどうかを判定する。検出差圧ΔＰｅは排気ガス浄化装置１６のフィルタの目詰まりに伴い排気ガスの流路抵抗が大きくなることにより増大する。つまり、差圧センサ１７とメインコントローラ１４とによって、排気ガス浄化装置１６のフィルタの目詰まりを検知するようになっている。
　また、メインコントローラ１４は、エンジン回転数指令手段として機能するようにも設定されている。このエンジン回転数指令手段は、予め設定された第１目標回転数信号Ｒ１をエンジンコントローラ３に与える。第１目標回転数信号Ｒ１は、省エネを考慮して、油圧回路の冷却および潤滑に必要な最低吐出圧および最小吐出量の圧油を可変容量型油圧ポンプ４が吐出するのに必要な大きさまでエンジン回転数を低下させるために設定されたものである。
　また、エンジン回転数指令手段は、エンジンコントローラ３に与える目標回転数信号を前述した第１目標回転数信号Ｒ１から第２目標回転数信号Ｒ２に切り替える制御を行う。この第２目標回転数は前述した第１目標回転数よりも大きい。
　また、メインコントローラ１４は、押し退け容積制御用制御弁制御手段として機能するようにも設定されている。この押し退け容積制御用制御弁制御手段は、予め設定された第１押し退け容積に相応する第１押し退け容積制御信号ＤＳ１を押し退け容積制御用制御弁１８に与える。押し退け容積制御用制御弁１８が第１押し退け容積制御信号ＤＳ１に応じてパイロット圧力をレギュレータ４ｂに与えると、レギュレータ４ｂは押し退け容積可変機構部４ａを操作し、可変容量型油圧ポンプ４の押し退け容積を第１押し退け容積に設定する。可変容量型油圧ポンプ４は第１押し退け容積に設定された状態において、前述した第１目標回転数で動作するエンジン２により駆動されると、前述の最小吐出量の圧油を吐出する。
　また、押し退け容積制御用制御弁制御手段は、押し退け容積制御用制御弁１８に与える押し退け容積制御信号を、前述した第１押し退け容積制御信号ＤＳ１から、予め設定された第２押し退け容積制御信号ＤＳ２に切り替える制御を行う。押し退け容積制御用制御弁１８が第２押し退け容積制御信号ＤＳ２に応じてパイロット圧力をレギュレータ４ｂに与えると、レギュレータ４ｂは押し退け容積可変機構部４ａを操作し、可変容量型油圧ポンプ４の押し退け容積を第２押し退け容積に設定する。可変容量型油圧ポンプ４は第２押し退け容積に設定された状態において、前述した第２目標回転数で動作するエンジン２により駆動されると、前述した最小吐出量よりも大きな吐出量の圧油を吐出する。
　また、メインコントローラ１４は、吐出圧制御用制御弁制御手段として機能するようにも設定されている。この吐出圧制御用制御弁制御手段は、予め設定された電流値の吐出圧制御信号ＤＰを吐出圧制御用制御弁２０に与える。吐出圧制御用制御弁２０が吐出圧制御信号ＤＰに応じてパイロット圧力を可変絞り１９に与えると、可変絞り１９の弁位置は開位置から閉位置の方向に移動し、これにより吐出圧は上昇する。
　第２目標回転数と、第２押し退け容積と、基準吐出圧Ｐｄｓとの関係は、エンジン２に作用させる負荷（エンジン負荷）を増加させることによって排気ガス温度を粒子状物質が燃焼するのに必要な温度まで上昇させるための最低限の大きさとなるように設定されている。つまり、基準吐出圧Ｐｄｓは、第２目標回転数および第２押し退け容積に基づくエンジン負荷が、排気ガス温度を粒子状物質の燃焼に必要な温度まで上昇させるための最低限の高さになるように設定されている。
　また、メインコントローラ１４は、各手段としての処理を図５に示す流れで実行するように設定されている。その処理の流れについて説明する。
　メインコントローラ１４は、はじめにパイロット圧力判定手段として機能し、パイロット圧力センサ１３からのパイロット圧力信号により示された検出圧力Ｐｐが設定圧力Ｐｐｓ未満かどうか判定する（手順Ｓ１）。メインコントローラ１４は、検出圧力Ｐｐが設定圧力Ｐｐｓ未満にならない限り、すなわち、油圧ショベルの非作業状態を検知しないかぎり、この手順Ｓ１を繰り返し行なう（手順Ｓ１でＮＯ）。
　油圧ショベルの非作業状態を検知すると（手順Ｓ１でＹＥＳ）、コントローラ１４は差圧判定手段として機能し、差圧センサ１７からの差圧信号により示された検出差圧ΔＰｅが基準差圧ΔＰｅｓ以上であるかどうかを判定する（手順Ｓ２）。検出差圧ΔＰｅが基準差圧ΔＰｅｓ以上でないと判定したとき、すなわち、排気ガス浄化装置１６のフィルタの目詰まりが検知されないとき（手順Ｓ２でＮＯ）、メインコントローラ１４はエンジン回転数指令手段、および押し退け容積制御用制御弁制御手段として機能し、エンジンコントローラ３に第１目標回転数信号Ｒ１を与えるとともに、押し退け容積制御用制御弁１８に第１押し退け容積制御信号ＤＳ１を与える。このとき、アクチュエータ制御用制御弁７の弁位置は中立位置Ｓであり、可変絞り１９の弁位置は開位置である。したがって、エンジン回転数が第１目標回転数になり、かつ、押し退け容積が第１押し退け容積になると、可変容量型油圧ポンプ４は、油圧回路の冷却および潤滑に必要な最低吐出圧および最小吐出量の圧油を吐出する状態になる。その後、メインコントローラ１４は再び手順Ｓ１から処理を行い、油圧ショベルの非作業状態が検知され、かつ、目詰まりが検知されない状態では「手順Ｓ１→手順Ｓ２→手順Ｓ３→手順Ｓ１」を繰り返す。これにより、可変容量型油圧ポンプ４が油圧回路の冷却および潤滑に必要な最低吐出圧および最低吐出量の圧油を吐出する状態に維持される。
　排気ガス浄化装置１６のフィルタの目詰まりを検知すると（手順Ｓ２でＹＥＳ）、メインコントローラ１４はエンジン回転数指令手段として機能する。つまり、エンジンコントローラ３に与える目標回転数信号を第１目標回転数信号Ｒ１から第２目標回転信号Ｒ２に切り替えて、エンジン回転数を第２目標回転数まで上昇させる（手順Ｓ４）。
　このとき、メインコントローラ１４は押し退け容積制御用制御弁制御手段としても機能し、押し退け容積制御用制御弁１８に与える押し退け容積制御信号を、前述した第１押し退け容積制御信号ＤＳ１から第２押し退け容積制御信号ＤＳ２に切り替えて、可変容量型油圧ポンプ４の押し退け容積を第２押し退け容積に増加させる（手順Ｓ４）。
　さらに、メインコントローラ１４は吐出圧制御用制御弁制御手段としても機能し、吐出圧制御信号ＤＰを吐出圧制御用制御弁２０に与える（手順Ｓ４）。吐出圧制御用制御弁２０が吐出圧制御信号ＤＰに応じたパイロット圧力を可変絞り１９に与えると、可変絞り１９の弁位置は開位置から閉位置の方向に移動し、これにより吐出圧は上昇する。
　本実施形態に備えられる油圧駆動装置１は、粒子状物質を燃焼させるためにエンジン出力を上昇させるとき、エンジン回転数の上昇と押し退け容積の増加とにより吐出量を増加させるようになっているが、エンジン回転数を上昇させるのみで吐出量を増加させるようになっていてもよい。
　本実施形態に備えられる油圧駆動装置１において、吐出量制御用制御弁２０とメインコントローラ１４とが、油圧パイロット式の可変絞り１９の制御手段を構成しているが、油圧パイロット式の可変絞り１９と吐出量制御用制御弁２０の代わりに電磁パイロット式の可変絞りが設けられていて、すなわち、吐出圧制御手段が電磁パイロット式の可変絞りから成っていて、メインコントローラ１４のみがその可変絞りの制御手段であってもよい。なお、可変絞りが油圧パイロット式の場合には電磁パイロット式の場合よりも可変絞りの動力を得やすいという利点がある。また、可変絞りが電磁パイロット式の場合には油圧パイロット式の場合よりも油圧回路を簡単にできるという利点がある。
［第１実施形態において電動負荷掛け手段を作動させる制御処理］
　排気ガス浄化装置１６に蓄積された粒子状物質を燃焼させるために、エンジン２に負荷を掛ける負荷掛け開始条件や、その判定手段については、前述の油圧負荷掛け手段の制御処理と同じである。
　メインコントローラ１４によって負荷掛けが開始されると、図３に示すように、メインコントローラ１４は電動負荷掛け開始指令を電動システム５０のコントローラ８０に出力する。
　コントローラ８０は電動負荷掛け開始指令が入力されると、電動負荷掛けトルクＴをトルク指令としてパワーコントロールユニット５５へ出力し、パワーコントロールユニット５５は電動アシストモータ２３を指令トルクで発電動作させる。
　この電動負荷掛けトルクＴは、粒子状物質を燃焼させるために必要な排気ガス温度になるエンジン負荷にするために必要な電動アシストモータトルクであり、予め設定されている。
　電動負荷掛けによってエンジン２の負荷掛けを行えば、電動アシストモータ２３はトルク指令によって駆動するため、油圧による負荷掛けに比べて、エンジン２に掛ける負荷のばらつきや変動を抑えることができ、より精度の高い負荷掛けが可能となる。
　また、油圧負荷掛けでは、排気ガスの温度を上げるためのエンジン２のエネルギは全て損失として捨てられていたが、この電動負荷掛けでは発電したエネルギをキャパシタ２４への充電によって回収できるため、より省燃費化を実現できる。
　エンジン２に掛かる負荷は電動アシストモータ２３の発電トルクと回転数によって決まるため、電動負荷掛けにおいても、発電トルクだけでなくエンジン回転数を変更させてエンジン２に負荷を掛けてもよい。
［第１実施形態における電動負荷掛け手段の作動制御と油圧負荷掛け手段の作動制御の選択］
　本実施形態に係る油圧ショベルは、前述の油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理と、前述の電動負荷掛け手段を作動させる制御処理の双方を行うことが可能な構成となっている。また、油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理と、電動負荷掛け手段を作動させる制御処理とは、互いに独立して成立するように構成してある。したがって、本実施形態は、油圧負荷掛け手段のみを作動させる制御処理と、電動負荷掛け手段のみを作動させる制御処理と、油圧負荷掛け手段と電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理（両負荷掛けの併用）とが、それぞれ選択的に可能となっている。
　図６はエンジンの負荷掛けに際しての第１実施形態に備えられるメインコントローラ、および電動システムのコントローラにおける制御処理手順を示すフローチャートである。
　以下、図６を用いて、本実施形態に係る油圧ショベルにおける電動負荷掛けと、油圧負荷掛けの選択手順を説明する。なお、この場合においても、排気ガス浄化装置１６に蓄積された粒子状物質を燃焼させるために、エンジン２に負荷を掛ける負荷掛けの開始条件や、その判定手段については、前述の油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理の段で述べたものと同じである（手順Ｓ１１）。
　メインコントローラ１４によって負荷掛けが開始されると、まず電動システム５０のコントローラ８０の異常監視手段８１を介して、電動システム５０の状態が正常かどうか判定する（手順Ｓ１２）。電動システム５０が異常であると判定されたときは、前述の油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理が実行される。
　次に、コントローラ８０の蓄電状況監視手段８２を介して、キャパシタ電圧が予め設定した下限閾値ＶＬ以下であるか判定する（手順Ｓ１３）。下限閾値ＶＬ以下と判定されたときには、前述の電動負荷掛け手段のみを作動させる制御処理が実行される。
　キャパシタ電圧が下限閾値ＶＬより大きいと判定されたときには、キャパシタ電圧が上限閾値ＶＨ以上かどうか判定する（手順Ｓ１４）。上限閾値ＶＨ以上と判定されたときには、前述の油圧負荷掛け手段のみを作動させる制御処理が実行される。
　キャパシタ電圧が下限閾値ＶＬと上限閾値ＶＨの間にある場合には、後述する電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段の双方を作動させる併用の制御処理が実行される。
　なお、本実施形態では、メインコントローラ１４と、電動システム５０に含まれるコントローラ８０とを別のコントローラとして示したが、これらのコントローラを前述した二つのコントローラのそれぞれの機能を有する一つのコントローラによって構成してもよい。
［第１実施形態における電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理］
　図７は第１実施形態に備えられる電動負荷掛け手段と油圧負荷掛け手段の双方を作動させる際のキャパシタ電圧に対するそれぞれの負荷の関係を示す図である。
　本実施形態は前述のように、油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理と、電動負荷掛け手段を作動させる制御処理とは、互いに独立して成立するように構成してあるので、油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理における油圧負荷掛けと、電動負荷掛け手段を作動させる制御処理における電動負荷掛けの負荷の合計が、粒子状物質を燃焼させる排気ガスの温度にするエンジン２の負荷となるように設定する。
　さらに、本実施形態においては、図７に示すように、負荷掛けに必要なエンジン２の負荷に占める油圧負荷と電動負荷の割合を、キャパシタ電圧によって変化させるようにしてある。キャパシタ電圧が低い下限閾値ＶＬ付近にあっては、電動負荷掛けの割合を大きくし、キャパシタ電圧が高い上限閾値ＶＨ付近にあっては、油圧負荷掛けの割合を大きくする。このようにすることで、効率の良い電動負荷掛けを積極的に使うことができ、かつ、キャパシタ電圧の変動により、油圧負荷掛け単独あるいは電動負荷掛け単独と、油圧・電動負荷掛け併用との切り替わりを安定して行うことができる。
　なお、本実施形態におけるようなキャパシタ電圧中間域での電動負荷掛けと油圧負荷掛けの併用を行わない場合には、電動負荷掛け単独によってキャパシタ２４が充電され、電圧がある閾値を超えた瞬間に、電動アシストモータ２３による電動負荷掛けが停止し、ポンプ吐出圧を上昇させる可変絞り１９が閉じて、油圧負荷掛けに切り替わることになる。この際、電気・油圧の切り替わり反応の差などによって、エンジン２に急な負荷変動が起こり、ショックが発生する懸念がある。
　以上のように本実施形態は、エンジン２に負荷を掛ける負荷掛け手段が、電動アシストモータ２３を発電動作させることによりエンジン２に負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段と、可変容量型油圧ポンプ４の吐出圧を上昇させることによりエンジン２に負荷を掛け、排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段とから成ることから、電動アシストモータ２３および蓄電デバイスであるキャパシタ２４を含む電動システム５０が正常に動作しているときには、選択制御手段によって電動負荷掛け手段を作動させる制御処理が選択される。これにより、排気ガス浄化装置１６に蓄積した粒子状物質を高い精度で燃焼させることができる。このように電動負荷掛け手段が作動している状態にあって、電動アシストモータ２３およびキャパシタ２４を含む電動システム５０に異常が生じ、電動負荷掛け手段が機能しなくなったときには、選択制御手段によって、油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理を選択させればよい。これにより電動負荷掛け手段よりもエネルギロス等を生じるものの、排気ガス浄化装置１６に蓄積した粒子状物質を燃焼させることができる。すなわち、電動負荷掛け手段を備えたものにあって、電動アシストモータ２３およびキャパシタ２４を含む電動システム５０の故障時であっても、排気ガス浄化装置１６のフィルタに捕集された粒子状物質を燃焼させることができる。これにより、排気ガス浄化装置１６に蓄積された排気ガス中の粒子状物質の除去機能を向上させることができ、エンジン２の排気ガスの浄化精度に優れた油圧ショベルを得ることができる。
　１　　油圧駆動装置
　２　　エンジン
　４　　可変容量型油圧ポンプ
　６　　油圧アクチュエータ
　７　　アクチュエータ制御用制御弁
　８　　作動油タンク
　９　　操作装置
　１３　　パイロット圧力センサ
　１４　　メインコントローラ
　１５　　排気管
　１６　　排気ガス浄化装置
　１７　　差圧センサ
　１８　　押し退け容積制御用制御弁
　１９　　可変絞り
　２０　　吐出圧制御用制御弁
　２３　　電動アシストモータ
　２４　　キャパシタ（蓄電デバイス）
　３０　　走行体
　３１　　旋回体
　３２　　作業装置
　５０　　電動システム
　５３　　インバータ
　５５　　パワーコントロールユニット
　８０　　コントローラ
　８１　　異常監視手段
　８２　　蓄電状況監視手段
　８３　　電動アシストモータ制御手段

Claims (7)

  1. 　エンジンと、このエンジンで駆動される可変容量型油圧ポンプと、前記エンジンの駆動補助、および発電をする電動アシストモータと、前記エンジンで生じた排気ガス中の粒子状物質をフィルタにより捕集する排気ガス浄化装置と、前記可変容量型油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に介在し、前記可変容量型油圧ポンプからの作動油を前記油圧アクチュエータに供給する供給状態と、前記油圧アクチュエータに供給せずに作動油を作動油タンクに戻す非供給状態とのいずれかに切り替え可能なアクチュエータ制御用制御弁と、前記電動アシストモータに接続された蓄電デバイスと、前記排気ガスの温度を前記粒子状物質の燃焼に必要な温度となるように前記エンジンに負荷を掛ける負荷掛け手段とを備えた作業機械において、
    　前記負荷掛け手段が、前記電動アシストモータを発電動作させることにより前記エンジンに負荷を掛け、前記排気ガスの温度を上昇させる電動負荷掛け手段と、前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧を上昇させることにより前記エンジンに負荷を掛け、前記排気ガスの温度を上昇させる油圧負荷掛け手段とから成り、
    　前記電動負荷掛け手段と前記油圧負荷掛け手段とを選択的に作動させる制御処理を行なう選択制御手段を備えたことを特徴とする作業機械。
  2. 　請求項１に記載の作業機械において、
    　前記選択制御手段は、前記電動アシストモータおよび前記蓄電デバイスを含む電動システムの異常を監視する異常監視手段を含み、この異常監視手段で異常が監視されたとき、前記油圧負荷掛け手段を作動させる制御処理を行なうことを特徴とする作業機械。
  3. 　請求項２に記載の作業機械において、
    　前記選択制御手段は、前記蓄電デバイスの蓄電状況を監視する蓄電状況監視手段を含み、この蓄電状況監視手段で監視される蓄電状況に応じて、前記油圧負荷掛け手段のみを作動させる制御処理、前記電動負荷掛け手段のみを作動させる制御処理、および前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理のいずれかの制御処理を行なうことを特徴とする作業機械。
  4. 　請求項３に記載の作業機械において、
    　前記選択制御手段は、前記エンジンの負荷掛け時に、前記蓄電状況監視手段で監視される前記蓄電デバイスの蓄電残量が予め設定される下限閾値より低いときは、前記油圧負荷掛け手段のみを作動させる制御処理を行ない、前記蓄電デバイスの蓄電残量が予め設定される上限閾値より高いときには、前記電動負荷掛け手段のみを作動させる制御処理を行ない、前記蓄電デバイスの残量が前記上限閾値と前記下限閾値の間にあるときは、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理を行なうことを特徴とする作業機械。
  5. 　請求項４に記載の作業機械において、
    　前記選択制御手段は、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理に際して、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段を作動させる割合を、前記蓄電デバイスの蓄電電圧に応じて変化させる制御処理を行なうことを特徴とする作業機械。
  6. 　請求項５に記載の作業機械において、
    　前記選択制御手段は、前記油圧負荷掛け手段と前記電動負荷掛け手段の双方を作動させる制御処理に際して、前記蓄電デバイスの蓄電電圧が前記下限閾値の付近にあっては、前記電動負荷掛け手段を作動させる割合を大きくし、前記上限閾値の付近にあっては、前記油圧負荷掛け手段を作動させる割合を大きくする制御処理を行なうことを特徴とする作業機械。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機械において、
    　前記排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、
    　この温度検出手段で検出された前記排気ガスの温度が、予め設定される前記粒子状物質の燃焼に最低限必要と見做し得る温度範囲内の温度かどうか判定する排気ガス温度判定手段と、
    　この排気ガス温度判定手段で、前記温度検出手段によって検出された前記排気ガスの温度が、前記温度範囲内の温度でないと判定されたとき、前記排気ガスの温度が前記温度範囲内の温度となるように、前記選択制御手段で選択された負荷掛け手段の作動を調整する調整手段とを備えたことを特徴とする作業機械。
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