(57)【要約】【課題】走行時のピッチングを確実に防止できるハイブリッド作業車両の提供。【解決手段】本発明は、車体１ａと、この車体１ａに設けられたフロント作業部９と、車体１ａの走行を操作する踏込量信号を入力するためのアクセルパネル１１ｄと、アクセルペダル１１ｄから入力された踏込量信号に基づいて車体１ａを走行制御する統括コントローラ１５とを備え、この統括コントローラ１５は、走行時のピッチングを抑制可能な固定周波数で踏込量信号をバンドエリミネーションフィルタ処理し、このバンドエリミネーション処理した踏込量信号にて車体１ａを走行制御する構成にしてある。【選択図】図１
2014065324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行可能な車体と、
この車体に設けられた作業部と、
前記車体の走行を操作する操作信号を入力するための操作部と、
この操作部から入力された前記操作信号に基づいて前記車体の走行を制御するコントローラと、を備え、
このコントローラは、前記車体の走行時に生じ得る前記車体のピッチングを抑制可能な所定の周波数で前記操作信号をバンドエリミネーションフィルタ処理し、このバンドエリミネーション処理した操作信号にて前記車体の走行を制御する
ことを特徴とする作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両において、
前記操作部は、アクセルペダルで、
前記コントローラは、前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を操作信号とし、この操作信号に基づいて前記車体の走行を制御する
ことを特徴とする作業車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業車両において、
前記車体の走行時に生じ得る前記車体のピッチングを検出するピッチング検出部を備え、
前記コントローラは、前記ピッチングを前記ピッチング検出部にて検出した場合にのみ、前記操作信号をバンドエリミネーションフィルタ処理する
ことを特徴とする作業車両。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれかに記載の作業車両において、
前記コントローラは、前記作業部に掛かる力と、この作業部の位置とに基づいて、前記所定の周波数を変動させる
ことを特徴とする作業車両。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれかに記載の作業車両において、
前記コントローラによる前記操作信号のバンドエリミネーションフィルタ処理をオンオフ可能なスイッチを備えている
ことを特徴とする作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホイールローダ等の走行可能な車体に作業部が設けられた作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の作業車両であるホイールローダは、悪路での作業が多く、かつ頻繁に走行および停止を繰り返す作業形態で用いられている。このため、路面の起伏に応じてホイールローダのいずれかの車輪が凹む等し、この車体が、いわゆるピッチング（縦揺れ）と呼ばれる振動モードに入ってしまい、このピッチングにて作業性および居住性の悪化や、荷こぼれ等による作業量の低下等の問題を招いてしまう。特に、走行中に生じるピッチングを、作業性および作業量等の問題から、抑制したいといった要望がある。
【０００３】
このピッチングを発生させる要因は、複数あるものの、そのひとつに走行駆動力の変動がある。そして、このピッチングを発生させる走行駆動力の変動としては、例えば、加速時に車体姿勢が後転方向（仰け反る方向）に変化するのに対し、減速時には車体姿勢が前転方向（前のめりする方向）に変化する等が挙げられる。特に、ホイールローダ等の作業車両においては、周期的な走行駆動力の増減がある。そして、この走行駆動力の増減が、ピッチング方向の固定周波数に近い場合には、一旦発生したピッチングが収まらず、あるいは増幅するといった現象が発生するおそれがある。このため、ピッチングの抑制には、走行駆動力の変動、特に振動的な変動を発生させないことが必要である。
【０００４】
そして、この種の作業車両の速度の変動を抑える従来技術が、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された作業車両においては、油圧モータを切り換える圧力を生じる電磁切換弁への指令信号をローパスフィルタに通過させて、高周波のノイズを除去し、この油圧モータの高周波による微小振動を防止して、油圧モータの振動による車体の速度の変動を無くす構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０１３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示された従来技術は、油圧モータを切り換える圧力を生じる電磁切換弁への指令信号をローパスフィルタに通過させて、高周波のノイズを除去し、油圧モータの振動による車体の速度の変動を無くすようにした構成に過ぎず、例えば、路面の起伏によって走行時に生じ得るピッチングの低減は何ら考慮されていない。
【０００７】
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、走行時に生じ得る車体のピッチングを簡単な構成で確実に抑制することができる作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明は、走行可能な車体と、この車体に設けられた作業部と、前記車体の走行を操作する操作信号を入力するための操作部と、この操作部から入力された前記操作信号に基づいて前記車体の走行を制御するコントローラと、を備え、このコントローラは、前記車体の走行時に生じ得る前記車体のピッチングを抑制可能な所定の周波数で前記操作信号をバンドエリミネーションフィルタ処理し、このバンドエリミネーション処理した操作信号にて前記車体の走行を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように構成した本発明は、操作部から入力された操作信号に基づいて車体の走行を制御するに際し、この操作信号を、車体の走行時に生じ得る車体のピッチングを抑制可能な所定の周波数でバンドエリミネーションフィルタ処理する。そして、このバンドエリミネーション処理した操作信号に基づいてコントローラにて車体の走行を制御する。この結果、車体の走行時に生じ得る車体のピッチングを電気的な制御のみの簡単な構成で確実に抑制できる。また、走行時に車体のピッチングが生じた場合であっても、この車体のピッチングを瞬時かつ円滑に抑制できるため、走行時の操作性を低下させることなく、走行時に生じ得る車体のピッチングを抑制できる。
【００１０】
また本発明は、上記発明において、前記操作部は、アクセルペダルで、前記コントローラは、前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を操作信号とし、この操作信号に基づいて前記車体の走行を制御することを特徴としている。
【００１１】
このように構成した本発明は、走行時の車体のピッチングに同期してアクセルペダルの踏み込み量が変動することから、このアクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を操作信号とし、この操作信号に基づいてコントローラにて車体の走行を制御することにより、このコントローラによる車体のピッチングの抑制をより確実にできる。よって、走行時に生じ得る車体のピッチングをより簡単な電気的な制御で確実に抑制でき、走行時の操作性を低下させることなく、走行時に生じ得る車体のピッチングを抑制できる。
【００１２】
また本発明は、上記発明において、前記車体の走行時に生じ得る前記車体のピッチングを検出するピッチング検出部を備え、前記コントローラは、前記ピッチングを前記ピッチング検出部にて検出した場合にのみ、前記操作信号をバンドエリミネーションフィルタ処理することを特徴としている。
【００１３】
このように構成した本発明は、車体の走行時に生じ得る車体のピッチングをピッチング検出部にて検出した場合にのみ、操作部から入力される操作信号をコントローラにてバンドエリミネーションフィルタ処理する。よって、ピッチング検出部にてピッチングが検出されない場合には、操作部から入力される操作信号をバンドエリミネーションフィルタ処理せずに、この操作部から入力された操作信号に基づいて直接的にコントローラにて車体の走行を制御できる。したがって、車体のピッチングを抑制する必要のない状態での、操作部から入力される操作信号を安定できるから、車体がピッチングしていない状態での操作性の低下を確実に防止できる。
【００１４】
また本発明は、上記発明において、前記コントローラは、前記作業部に掛かる力と、この作業部の位置とに基づいて、前記所定の周波数を変動させることを特徴としている。
【００１５】
このように構成した本発明は、作業部に掛かる力と、この作業部の位置とにより、車体の重心位置や、この車体の走行時に生じ得る車体のピッチングの周波数が変化する。このため、この作業部に掛かる力と、この作業部の位置とに基づいて、バンドエリミネーションフィルタ処理する際の所定の周波数を変動させることにより、このバンドエリミネーション処理した操作信号による車体の走行制御をより適切にでき、車体の走行時に生じ得る車体のピッチングをより適切に抑制できる。
【００１６】
また本発明は、上記発明において、前記コントローラによる前記操作信号のバンドエリミネーションフィルタ処理をオンオフ可能なスイッチを備えていることを特徴としている。
【００１７】
このように構成した本発明は、スイッチをオンすることにより、操作部から入力される操作信号がバンドエリミネーションフィルタ処理され、このバンドエリミネーション処理された操作信号に基づいてコントローラにて車体の走行が制御される。また、このスイッチをオフすることにより、操作部から入力される操作信号をバンドエリミネーションフィルタ処理せずに、この操作部から入力された操作信号に基づいてコントローラにて車体の走行が制御される。したがって、車体の走行時に生じる車体のピッチングを抑制する必要のない場合や、作業部での作業が主たる場合等における、利用者の使い勝手を向上できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、操作部から入力された操作信号に基づいて車体の走行を制御するに際し、この操作信号を、車体の走行時に生じ得る車体のピッチングを抑制可能な所定の周波数でバンドエリミネーションフィルタ処理し、このバンドエリミネーション処理した操作信号に基づいてコントローラにて車体の走行を制御する構成にしてある。この構成により本発明は、走行時に生じ得る車体のピッチングを電気的な制御のみの簡単な構成で確実に抑制できるとともに、走行時に車体のピッチングが生じた場合における、この車体のピッチングを瞬時かつ円滑に抑制できる。よって、走行時の操作性を低下させることなく、走行時に生じ得る車体のピッチングを抑制できる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイブリッドホイールローダのコントローラの制御を示す概略構成図である。
【図２】上記ハイブリッドホイールローラの構成を示す説明図である。
【図３】上記ハイブリッドホイールローダを示す側面図である。
【図４】上記ハイブリッドホイールローダのピッチング発生時の状態を示す図で、（ａ）は車速、（ｂ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｃ）は走行駆動トルクを示すグラフである。
【図５】図４の一部を拡大した図で、（ａ）は車速、（ｂ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｃ）は走行駆動トルクを示すグラフである。
【図６】上記コントローラによる処理を示す図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はバンドエリミネーションフィルタ処理後にローパスフィルタ処理した操作信号を示すグラフである。
【図７】図６の一部を拡大した図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はバンドエリミネーションフィルタ処理後にローパスフィルタ処理した操作信号を示すグラフである。
【図８】上記第１実施形態と比較例とを対比した図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はバンドエリミネーションフィルタ処理後にローパスフィルタ処理した上記第１実施形態の操作信号、（ｃ）はローパスフィルタ処理のみした比較例の操作信号を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るハイブリッドホイールローダのピッチング検出部およびコントローラの制御を示す概略構成図である。
【図１０】上記ピッチング検出部による処理を示す図で、（ａ）はピッチング発生時の車速、（ｂ）はバンドパスフィルタ処理後の操作信号を示すグラフである。
【図１１】上記ピッチング検出部およびコントローラによる処理を示す図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はピッチング検出状態、（ｃ）はピッチング検出時のみバンドエリミネーションフィルタ処理した操作信号を示すグラフである。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るハイブリッドホイールローラの構成を示す説明図である。
【図１３】上記ハイブリッドホイールローダを示す側面図である。
【図１４】本発明の比較例を示す図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はローパスフィルタ処理後の操作信号を示すグラフである。
【図１５】図１４の一部を拡大した図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｃ）はローパスフィルタ処理後の操作信号を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る作業車両の第１実施形態として、ハイブリッドホイールローダ１を例に挙げて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッドホイールローダのコントローラの制御を示す概略構成図である。図２は、ハイブリッドホイールローラの構成を示す説明図である。図３は、ハイブリッドホイールローダを示す側面図である。
【００２２】
＜構成＞
図１ないし図３に示すように、ハイブリッドホイールローダ１は、車体１ａに搭載された可動部のうちの走行部２を電動化した電力システム制御を備えた走行電動駆動式ホイールローダであって、いわゆるシリーズ型のハイブリッドシステムが搭載されたハイブリッド建設車両である。ここで、本発明に係るハイブリッド式の作業車両としては、油圧駆動を電力でアシストするものの他、電力駆動を電力でアシストするものも含まれるものとする。
【００２３】
具体的に、ハイブリッドホイールローダ１は、動力源であるエンジン３の出力軸３ａに、発電機としてのＭＧ（モータ・ジェネレータ）４が取り付けられている。このＭＧ４は、エンジン３の出力軸３ａから出力される動力を発電電力に変換する発電電動機であって、コントローラとしてのインバータ４ａに接続され、このインバータ４ａにてインバータ制御される構成とされている。
【００２４】
走行部２は、いわゆる駆動部であって、図２に示すように、一対の前輪２ａを駆動させる走行モータ５ａと、一対の後輪２ｂを駆動させる走行モータ５ｂとを備えている。これら走行モータ５ａ，５ｂは、ＭＧ４にて変換された発電電力が供給され、この発電電力を、前輪２ａまたは後輪２ｂを駆動させる出力に変換する走行電動機である。さらに、これら走行モータ５ａ，５ｂには、コントローラとしてのインバータ６ａ，６ｂがそれぞれ接続されており、これらインバータ６ａ，６ｂにて別個にインバータ制御される構成とされている。
【００２５】
すなわち、走行部２は、エンジン３の出力軸３ａから出力される動力をＭＧ４にて変換した発電電力にて各走行モータ５ａ，５ｂを回転させ、これら走行モータ５ａ，５ｂの回転により前輪２ａおよび後輪２ｂを回転駆動させて車体１ａを走行させる。さらに、各インバータ４ａ，６ａ，６ｂには、インバータ４ａにてインバータ制御された直流電流が供給され、インバータ６ａ，６ｂにてインバータ制御する電圧を、例えば６００Ｖ等の所定の電圧に保つＤＣバスライン７に接続されている。このＤＣバスライン７は、ＭＧ４にて変換された発電電力がインバータ４ａにてインバータ制御されて供給され、このＤＣバスライン７に供給された電力を、各インバータ６ａ，６ｂにてインバータ制御して走行モータ５ａ，５ｂに供給する構成とされている。
【００２６】
さらに、ＭＧ４には、油圧ポンプ８が取り付けられている。この油圧ポンプ８は、土砂などの掘削作業を行うフロント作業部９と、走行部２の駆動を停止させるブレーキペダル１１ａおよびパーキングブレーキ１１ｂと、走行部３を操作するためのステアリングシリンダ１１ｃとのそれぞれへ油を送る構成とされている。そして、この油圧ポンプ８には、これら油圧ポンプ８からの油の供給を制御するコントロールバルブ１２が取り付けられている。
【００２７】
このコントロールバルブ１２は、フロント制御部１２ａ、ブレーキ制御部１２ｂ、およびステアリング制御部１２ｃを備えている。具体的に、フロント制御部１２ａは、油圧ポンプ８からフロント作業部９のバケットシリンダ９ａおよびアームシリンダ９ｂへの油の供給方向を制御するバルブ群である。また、ブレーキ制御部１２ｂは、油圧ポンプ８からブレーキペダル１１ａおよびバーキングブレーキ１１ｂの油圧シリンダ（図示せず）への油の供給を制御する。さらに、ステアリング制御部１２ｃは、油圧ポンプ８からステアリングシリンダ１１ｃの油圧シリンダ（図示せず）への油の供給方向を制御する構成とされている。
【００２８】
また、各インバータ４ａ，６ａ，６ｂは、統合コントローラ１５に接続されており、これらインバータ４ａ，６ａ，６ｂによるインバータ制御が統合コントローラ１５にて制御される構成とされている。そして、これら統合コントローラ１５および各インバータ４ａ，６ａ，６ｂは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等を用いて結線されており、相互に指令値および状態量を送受信できる構成とされている。
【００２９】
また、統合コントローラ１５には、ブレーキペダル１１ａに加え、アクセルペダル１１ｄが接続されており、これらアクセルペダル１１ｄおよびブレーキペダル１１ａの操作に基づいて各インバータ４ａ，６ａ，６ｂのインバータ制御を制御する。すなわち、この統合コントローラ１５は、いわゆるハイブリッド統合コントローラであって、各インバータ４ａ，６ａ，６ｂに接続され、これら各インバータ４ａ，６ａ，６ｂに指令を与える。
【００３０】
ここで、アクセルペダル１１ｄは、車体１ａの走行を操作するための操作信号、すなわち走行要求指令となる踏込量信号を入力するための操作部であって、このアクセルペダル１１ｄの踏み込み量に応じて入力された踏込量信号に基づき、統合コントローラ１５にて車体１ａの走行が制御される。そして、この統合コントローラ１５には、図１に示すように、ＭＧ４を制御するインバータ４ａに与える発電トルク指令を演算する発電トルク指令演算部１６と、走行部２の各走行モータ５ａ，５ｂを制御するインバータ６ａ，６ｂに与える走行トルク指令を演算する走行駆動トルク指令演算部１７と備えている。そして、この走行駆動トルク指令演算部１７には、ハイブリッドホイールローダ１の車体１ａの走行時のピッチングの発生を抑制するためのピッチング抑制部１８が設けられている。
【００３１】
このピッチング抑制部１８は、例えば路面等の小さな段差等によって車体１ａの走行時に生じ得る車体１ａの縦振動、すなわちピッチングの増長を防止して抑制するものであって、主処理部であるＢＥＦ（バンドエリミネーションフィルタ）部１８ａと、補助処理部であるＬＰＦ（ローパスフィルタ）部１８ｂとで構成されている。そして、ＢＥＦ部１８ａは、アクセルペダル１１ｄのペダル踏込量に基づく踏込量信号が入力され、この踏込量信号を、車両固有のピッチング方向の固有振動数、例えば３．３Ｈｚ等の所定の周波数でＢＥＦ（バンドエリミネーションフィルタ）処理する。
【００３２】
ここで、このＢＥＦ部１８ａによるＢＥＦ処理は、所定の周波数から一定の範囲の信号を減衰させるものであり、具体的には、車両ピッチング方向の固有振動数、例えば３．３Ｈｚ等の所定の周波数を中心とした、例えば３Ｈｚ〜４Ｈｚの範囲の周波数を減衰させる。さらに、ＬＰＦ部１８ｂは、ＢＥＦ部１８ａにてＢＥＦ処理された後の踏込量信号を、例えば２．５Ｈｚ等の所定の周波数以上の周波数をカットするＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理をする。そして、走行駆動トルク指令演算部１７は、ＬＰＦ部１８ｂにてＬＰＦ処理された後の踏込量信号が入力され、このＬＰＦ処理後の踏込量信号に基づいて各走行モータ５ａ，５ｂを駆動させるための走行駆動指令が演算される。
【００３３】
さらに、統合コントローラ１５には、ピッチング抑制部１８による走行時のピッチング抑制処理をオンオフ可能とさせるオンオフスイッチ１９が取り付けられている。このオンオフスイッチ１９は、アクセルペダル１１ｄおよびブレーキペダル１１ａと同様に、車体１ａの上側に設けられたキャビン１ｂ内に取り付けられ、このオンオフスイッチ１９をオンオフ操作することによって、車体１ａ走行時のピッチング抑制部１８によるピッチング抑制処理をオンオフできる構成とされている。
【００３４】
＜作用効果＞
次に、上記第１実施形態のハイブリッドホイールローダ１の統合コントローラ１５による制御方法について説明する。
【００３５】
図４は、ハイブリッドホイールローダのピッチング発生時の状態を示す図で、（ａ）は車速、（ｂ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｃ）は走行駆動トルクを示すグラフである。図５は、図４の一部を拡大した図で、（ａ）は車速、（ｂ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｃ）は走行駆動トルクを示すグラフである。図６は、コントローラによる処理を示す図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はバンドエリミネーションフィルタ処理後にローパスフィルタ処理した操作信号を示すグラフである。図７は、図６の一部を拡大した図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はバンドエリミネーションフィルタ処理後にローパスフィルタ処理した操作信号を示すグラフである。図８は、第１実施形態と比較例とを対比した図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はバンドエリミネーションフィルタ処理後にローパスフィルタ処理した第１実施形態の操作信号、（ｃ）はローパスフィルタ処理のみした比較例の操作信号を示すグラフである。
【００３６】
まず、ハイブリッドホイールローダ１を走行させている状態で、例えば図４および図５中の５５秒から６５秒までの間のように、ピッチングが生じたとする。この場合には、アクセルペダル１１ｄの踏み込み量［％］に周期的な変動が発生するとともに、統合コントローラ１５から走行駆動トルク指令演算部１７へ出力される走行駆動トルク指令に基づく各走行モータ５ａ，５ｂの走行駆動トルク［Ｎｍ］が周期的に変動する。すなわち、このピッチングを何ら抑制しない場合には、ピッチング時のアクセルペダル１１ｄの踏込量に基づく振動が、各走行モータ５ａ，５ｂを駆動させる走行駆動トルクの振動を誘発させており、車体１ａのピッチングが収束しない状態となってしまう。
【００３７】
このため、このようにピッチングが生じた場合においては、図６および図７の上段に示すアクセルペダル１１ｄの踏み込み量に応じた踏込量信号を、車両固有のピッチング方向の固有振動数、例えば３．３Ｈｚ等の所定の周波数を中心周波数としてＢＥＦ処理した後、このＢＥＦ処理後の踏込量信号を、例えば２．５Ｈｚ等の所定の周波数でＬＰＦ処理し、この踏込量信号中に残るノイズ成分を除去する。
【００３８】
この結果、図６および図７それぞれの下段に示すように、ピッチング時に生じていたアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動を取り除くことができる。そして、この変動を取り除いたアクセルペダル１１ｄの踏込量信号を走行駆動トルク指令演算部１７に入力して走行駆動トルク指令演算を行い、この走行駆動トルクにて各走行モータ５ａ，５ｂの駆動力を制御して走行時の加減速を行う。この結果、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動に伴うピッチングの増長を抑制でき、走行時のピッチングの発生を防止することができる。
【００３９】
ここで、本発明の比較例として、ピッチング時に生じるアクセルペダル１１ｄの踏込量信号を、一般的に用いられるＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理した場合には、走行時のピッチングが数Ｈｚという遅い周波数であるため、このピッチングに伴うアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動を抑えるためには、極端に強いＬＰＦ処理をしなければならず、アクセルペダル１１ｄの操作性の悪化、すなわちレスポンスを犠牲にしてしまう。
【００４０】
さらに、この比較例の場合においては、図１４および図１５に示すように、例えば０．３Ｈｚ等の周波数でＬＰＦ処理することによって、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号の変動をある程度取り除くことができるものの、ＢＥＦ処理後にＬＰＦ処理した本発明の第１実施形態の場合に比べ、図８に示すように、アクセルペダル１１ｄの踏込を停止させた際のアクセルオフ時の踏込量信号の裾引きが生じてしまう。よって、比較例の場合において、本発明の第１実施形態の場合と同様の効果を得るためには、アクセルペダル１１ｄの踏込量信号が急変した場合の応答性が悪化してしまい、操作性を低下させてしまうおそれがある。
【００４１】
以上から、走行時にピッチングが生じた場合には、このピッチングに伴う車体１ａの周期的な振動に同期してキャビン１ｂ内のオペレータが揺すぶられてしまい、このオペレータ自身の振動に伴ってアクセルペダル１１ｄの踏込量が振動するように変動する。特に、走行部２を電動化したハイブリッドホイールローダ１の場合においては、走行駆動に用いる各走行モータ５ａ，５ｂの特性上、走行駆動力を迅速に変化させることが可能であるものの、これら走行モータ５ａ，５ｂの応答速度に優れた特性から、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の振動的な変動が、各走行モータ５ａ，５ｂの走行駆動力の変動に直結してしまう場合が多い。このため、場合によっては、ピッチングを増長させたり、ピッチングの収束を抑制させたりしてしまう場合がある。よって、この種のハイブリッドホイールローダ１においては、走行駆動力の制御の主入力であるアクセルペダル１１ｄの踏込量の好ましくない振動的な変動を極力低減させることが必要である。
【００４２】
さらに、走行時のピッチングに同期してアクセルペダル１１ｄの踏み込み量が変動し、走行時のピッチングに伴うアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動が、車両固有のピッチング方向の固定周波数と一致する。そこで、本発明の第１実施形態においては、このアクセルペダル１１ｄの踏込量に応じた踏込量信号に基づいて統合コントローラ１５にて各走行モータ５ａ，５ｂの駆動を制御するに際し、ピッチングが生じた場合に、このアクセルペダル１１ｄの踏込量信号を、車両固有のピッチング方向の固有振動数でＢＥＦ処理する。この結果、ピッチング時に生じていたアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動を取り除くことができ、このアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動を安定できる。
【００４３】
よって、このＢＥＦ処理後のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号を走行駆動トルク指令演算部１７に入力させる。この結果、この変動を取り除いた踏込量信号に基づいて走行駆動トルク指令演算部１７にて各走行モータ５ａ，５ｂの駆動力を制御して走行時の加減速を行うことにより、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動に伴うピッチングの増長を、簡単な電気的制御によって確実に抑制できる。したがって、ライドコントロールシステム等の既存のシステム等を用いることなく、走行時のピッチングの発生を防止できる。
【００４４】
ここで、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号の変動をＢＥＦ処理した場合においては、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号を、一般的に用いられるＬＰＦ（ローパスフィルタ）処理した比較例の場合に比べ、アクセルペダル１１ｄの踏込を停止させた際のアクセルオフ時の踏込量信号へ漸近する時間を短くすることができる。よって、アクセルペダル１１ｄの踏込量信号が急変した場合の応答性の悪化を防止でき、操作性の低下を防止できる。このため、走行時の操作性を低下させることなくピッチングの発生を抑制できるため、作業性の低下、居住性の悪化、荷こぼれによる作業量減少を解消でき、安全性に優れたハイブリッドホイールローダ１にできる。
【００４５】
さらに、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号を、車両固有のピッチング方向の固有振動数でＢＥＦ処理した後に、例えば２．５Ｈｚ等の所定の周波数でＬＰＦ処理することにより、このＢＥＦ処理後の踏込量信号中に残るノイズ成分を除去することができる。この結果、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動をより確実に取り除くことができ、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動に伴うピッチングの増長をより精度良く抑制できる。
【００４６】
さらに、オンオフスイッチ１９をオン操作することによって、ピッチング発生時にアクセルペダル１１ｄの踏込量信号がピッチング抑制部１８にてＢＥＦ処理され、このＢＥＦ処理後の踏込量信号に基づいて各走行モータ５ａ，５ｂの駆動力が制御される。一方、このオンオフスイッチ１９をオフ操作することによって、ピッチング発生時のピッチング抑制部１８によるアクセルペダル１１ｄの踏込量信号のＢＥＦ処理を無くすことができ、このアクセルペダル１１ｄから入力された踏込量信号にて各走行モータ５ａ，５ｂの駆動力をダイレクトに制御することができる。したがって、走行時のピッチング抑制をする必要のない場合や、走行を伴わないフロント作業部９による掘削作業が主たる場合等における、利用者の使い勝手を向上できる。
【００４７】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係るハイブリッドホイールローダのピッチング検出部およびコントローラの制御を示す概略構成図である。図１０は、ピッチング検出部による処理を示す図で、（ａ）はピッチング発生時の車速、（ｂ）はバンドパスフィルタ処理後の操作信号を示すグラフである。図１１は、ピッチング検出部およびコントローラによる処理を示す図で、（ａ）はアクセルペダルの踏み込み量、（ｂ）はピッチング検出状態、（ｃ）はピッチング検出時のみバンドエリミネーションフィルタ処理した操作信号を示すグラフである。
【００４８】
本発明の第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、アクセルペダル１１ｄの踏込量信号を常にピッチング抑制部１８にてＢＥＦ処理する構成であるのに対し、第２実施形態は、ピッチング状態を検出した場合にのみ、アクセルペダル１１ｄの踏込量信号をピッチング抑制部１８にてＢＥＦ処理する構成とされている。
【００４９】
すなわち、第２実施形態においては、統合コントローラ１５に、ピッチング検出切換部２１が設けられている。このピッチング検出切換部２１は、アクセルペダル１１ｄの踏込量信号の振動に基づいてピッチング状態を検出し、ピッチング状態が検出された場合にのみ、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号をピッチング抑制部１８に入力させてピッチング抑制処理させる。なお、その他の構成は第１実施形態と同じであり、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
【００５０】
そして、ピッチング検出切換部２１は、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）処理するＢＰＦ部２２と、このＢＰＦ部２２にて処理された後の踏込量信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理するＬＰＦ部２３とを備えている。具体的に、ＢＰＦ部２２は、図１０の下段に示すように、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号を、車両ピッチング方向の固有振動数、例えば３．３Ｈｚ等の所定の周波数を中心周波数としてＢＰＦ処理する。さらに、ＬＰＦ部２３は、ＢＰＦ部２２にてＢＰＦ処理された後の踏込量信号を、例えば２．５Ｈｚ等の所定の周波数以上の周波数をカットするＬＰＦ処理をし、ＢＰＦ処理後の踏込量信号中にわずかに残るノイズ成分を除去する。
【００５１】
さらに、ピッチング検出切換部２１には、ＬＰＦ処理後の踏込量信号に基づいて車体１ａのピッチング状態を検出するピッチング検出部２４と、このピッチング検出部２４にてピッチングが検出された場合にのみオンするスイッチング部２５とが設けられている。ピッチング検出部２４は、図１０の下段に示すＬＰＦ処理後の踏込量信号において、例えば３Ｈｚ以上のピッチング方向の固有振動数が検出された場合、例えば５５秒〜６５秒の間を、ピッチング状態と判断する。そして、このピッチング検出部２４は、図１１の中段に示すように、ピッチング検出時に１の信号を出力し、ピッチング未検出時に０の信号を出力する。
【００５２】
一方、スイッチング部２５は、ピッチング抑制部１８と走行駆動トルク指令演算部１７との間に取り付けられている。そして、このスイッチング部２５は、ピッチング検出時にピッチング検出部２４から出力される１の信号を受信した場合にのみオンして、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号をピッチング抑制部１８に入力させる。これに対し、このスイッチング部２５は、ピッチング未検出時にピッチング検出部２４から出力される０の信号を受信した場合には、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号を、ピッチング抑制部１８を介さずに走行駆動トルク指令演算部１７にそのままダイレクトに入力させる。
【００５３】
＜作用効果＞
このように構成した本発明の第２実施形態においては、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号に基づいてピッチング検出変換部２１にてピッチングを検出し、このピッチング検出変換部２１にてピッチングが検出された場合にのみ、アクセルペダル１１ｄからの踏込量信号をピッチング抑制部２１に入力させる。よって、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動に伴うピッチングの増長を抑制でき、走行時のピッチングの発生を抑制できるから、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５４】
さらに、ピッチング検出切換部２１にてピッチングを検出した場合にのみ、アクセルペダル１１ｄからの踏込量信号をピッチング抑制部１８へ入力させ、この踏込量信号をピッチング抑制部１８にてＢＥＦ処理およびＬＰＦ処理して、ピッチング時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号の変動を取り除く。このため、ピッチング検出部２４にてピッチングが検出された場合には、アクセルペダル１１ｄの踏込量信号の変動を効率良くかつより正確に抑制することができる。
【００５５】
一方、ピッチング検出部２４にてピッチングが検出されない場合には、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号を何ら処理等せず突出した波形をカットし、カットした後の波形を滑らかにさせることなく、走行駆動トルク指令演算部１７にダイレクトに入力させ、統合コントローラ１５にて各走行モータ５ａ，５ｂの駆動力を直接的に制御して加減速させることができる。したがって、ピッチングを抑制する必要のない状態での、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号を安定できるから、ピッチングが発生していない状態での操作性の低下を確実に防止できる。
【００５６】
さらに、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号をＢＰＦ部２２にてＢＰＦ処理することにより、ピッチング発生時の踏込量信号の振動を大きく変動させることができるとともに、ピッチング発生時の踏込量信号の裾引きを防止できる。このため、このＢＰＦ処理後の踏込量信号に基づいてピッチング検出部２４にてピッチング検出させることにより、このピッチング検出部２４でのピッチング検出をより正確にできる。
【００５７】
［第３実施形態］
図１２は、本発明の第３実施形態に係るハイブリッドホイールローラの構成を示す説明図である。図１３は、ハイブリッドホイールローダを示す側面図である。
【００５８】
本発明の第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、アクセルペダル１１ｄからの踏込量信号を車両固有のピッチング方向の固定周波数でＢＥＦ処理するのに対し、第３実施形態は、車体１ａの重量変化および姿勢変化に応じてＢＥＦ処理時の所定の周波数を変動させる点である。なお、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
【００５９】
具体的に、第３実施形態に係る統合コントローラ１５には、フロント作業部９の姿勢変化を検出するための姿勢検出部としてのストロークセンサ３１が接続されている。このストロークセンサ３１は、フロント作業部９を上下動させるアームシリンダ９ｂに取り付けられ、このアームシリンダ９ｂのロッドの進退程度、すなわちストロークを感知する構成とされている。さらに、統合コントローラ１５には、アームシリンダ９ｂのボトム圧を検出するための圧力検出部としての圧力センサ３２が接続されている。この圧力センサ３２は、アームシリンダ９ｂとフロント制御部１２ａとの間の油圧回路に接続されており、このアームシリンダ９ｂのボトム圧に基づいてフロント作業部９の積荷状態の重量変化を算出する。
【００６０】
そして、統合コントローラ１５には、ストロークセンサ３１にて検出したアームシリンダ９ｂのストローク長と、圧力センサ３２にて検出されたボトム圧との関係に基づいたＢＥＦ処理時の最適な周波数の関係を示す周波数マップとしての検索テーブルが記憶されている。ここで、この検索テーブルは、機種および仕様毎に異なるものであって、アームシリンダ９ｂのストローク長およびボトム圧と、車体１ａのピッチング固有周波数との関係が把握されて作成されたものである。
【００６１】
さらに、統合コントローラ１５は、検索テーブルを参照し、ストロークセンサ３１にて検出したアームシリンダ９ｂのストローク長と、圧力センサ３２にて検出されたボトム圧とに対応したＢＥＦ処理時のピッチング最適周波数を算出する。なお、フロント作業部９に荷を積んだ場合には、車体１ａの重量が大きくなるため、ＢＥＦ処理時のピッチング最適周波数を小さくする。これに対し、フロント作業部９が空荷の場合には、車体１ａの重量が小さくなるため、ＢＥＦ処理時のピッチング最適周波数を大きくする。
【００６２】
ここで、本ハイブリッドホイールローダ１においては、ストロークセンサ３１にて検出したアームシリンダ９ｂのストローク長と、圧力センサ３２にて検出されたボトム圧との関係に基づいて、ピッチング検出変換部２１でのＢＰＦ処理時の最適な周波数を検索テーブルから算出する構成とすることもできる。またこの場合には、フロント作業部９のリフト角を角度センサ３３にて算出し、この角度センサ３３にて算出したリフト角に基づいて車体１ａ両の重心移動を算出する構成とすることもできる。
【００６３】
＜作用効果＞
このように構成した本発明の第３実施形態は、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号をピッチング抑制部１８にてＢＥＦ処理し、ピッチング発生時のアクセルペダル１１ｄの踏込量の変動に伴うピッチングの増長を抑制するため、走行時のピッチングの発生を防止でき、上述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
さらに、フロント作業部９に掛かる力の重量変化と、このフロント作業部９の位置変化、すなわち移動に伴う車体１ａの重心移動とによって、アクセルペダル１１ｄから入力される踏込量信号をＢＥＦ処理する際に最適な中心振動数である固有周波数が変化する。そこで、ストロークセンサ３１にて検出したアームシリンダ９ｂのストローク長と、圧力センサ３２にて検出されたボトム圧との関係に基づいたＢＥＦ処理時の最適な周波数を検索テーブルから算出し、この最適な周波数にて踏込量信号をＢＥＦ処理する。
【００６５】
この結果、車体１ａの重量変化および重心移動に対応させて変動させた固有周波数にて踏込量信号をＢＥＦ処理することができ、このＢＥＦ処理後の踏込量信号による走行制御をより適切にできるため、ピッチングに伴う踏込量信号の変動をより確実かつ精度良く抑制することができる。よって、荷積み時の重量変化および重心移動によるピッチング周波数変化に対応させて、ピッチングを効果的に抑制できる。
【００６６】
＜その他＞
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【００６７】
さらに、上記各実施形態においては、可動部のうちの走行部２を電動化したハイブリッドホイールローダ１を例とし、その態様を説明した。しかしながら本発明はこれに限定されず、走行部２が電動のものであれば、例えばホイール式の油圧ショベルや、電動式のダンプトラック等の作業車両においても、対応させて用いることができる。
【００６８】
また、上記第２実施形態においては、ピッチングを検出した場合に、アクセルペダル１１ｄからの踏込量信号をピッチング抑制部１８へ入力させ、この踏込量信号をＢＥＦ処理後にＬＰＦ処理して、ピッチング時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号の変動を取り除いた。しかしながら、ピッチングの検出時においては、アクセルペダル１１ｄの応答性が劣るおそれがあるものの、このアクセルペダル１１ｄからの踏込量信号をＬＰＦ処理のみし、ピッチング時のアクセルペダル１１ｄの踏込量信号の変動を取り除くこともできる。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ｂ  ハイブリッドホイールローダ
１ａ    車体
１ｂ    キャビン
２      走行部
２ａ    前輪
２ｂ    後輪
３      エンジン
３ａ    出力軸
４      ＭＧ
４ａ    インバータ
５ａ    走行モータ
５ｂ    走行モータ
６ａ    インバータ
６ｂ    インバータ
７      ＤＣバスライン
８      油圧ポンプ
９      フロント作業部
９ａ    バケットシリンダ
９ｂ    アームシリンダ
１１ａ  ブレーキペダル
１１ｂ  パーキングブレーキ
１１ｃ  ステアリングシリンダ
１１ｄ  アクセルペダル
１２    コントロールバルブ
１２ａ  フロント制御部
１２ｂ  ブレーキ制御部
１２ｃ  ステアリング制御部
１５    統合コントローラ
１６    発電トルク指令演算部
１７    走行駆動トルク指令演算部
１８    ピッチング抑制部
１８ａ  ＢＥＦ部
１８ｂ  ＬＰＦ部
１９    オンオフスイッチ
２１    ピッチング検出切換部
２２    ＢＰＦ部
２３    ＬＰＦ部
２４    ピッチング検出部
２５    スイッチング部
３１    ストロークセンサ
３２    圧力センサ
３３    角度センサ
【図１】
2014065324.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
2014065324.tif 000015
【図１４】
2014065324.tif 000016
【図１５】
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