(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に結合された走行用油圧ポンプと車輪に結合された走行用油圧モータとを管路で閉じた油圧回路と、
前記駆動源に結合された作業機油圧ポンプによって駆動される作業機と、
減速時の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して蓄積し、蓄積した油圧エネルギーを前記駆動源に結合された回生モータに供給する回生アキュムレータと、
前記管路と前記回生アキュムレータとの間を接続する回生バルブと、
前記回生バルブを開にして前記回生アキュムレータに回生油圧エネルギーを蓄積する回生時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるように前記回生時には前記走行用油圧モータのモータ容量を増大させる可変制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする作業車両の回生制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、回生時に、走行状態に応じて予め決定された複数の目標ブレーキトルクのうちの１つの目標ブレーキトルクと現在のブレーキトルクとの差分が小さくなるように前記モータ容量を可変制御することを特徴とする請求項１に記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項３】
駆動源に結合された走行用油圧ポンプと車輪に結合された走行用油圧モータとを管路で閉じた油圧回路と、
前記駆動源に結合された作業機油圧ポンプによって駆動される作業機と、
減速時の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して蓄積し、蓄積した油圧エネルギーを前記駆動源に結合された回生モータに供給する回生アキュムレータと、
前記管路と前記回生アキュムレータとの間を接続する回生バルブと、
前記回生バルブを開にして前記回生アキュムレータに回生油圧エネルギーを蓄積する回生時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるようにモータ容量を可変制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、回生時に、走行状態に応じて予め決定された複数の目標ブレーキトルクのうちの１つの目標ブレーキトルクと現在のブレーキトルクとの差分が小さくなるように前記モータ容量を可変制御することを特徴とする作業車両の回生制御装置。
【請求項４】
前記目標ブレーキトルクは、アクセル操作量、ブレーキ操作量、作業機高さ、および作業機上げ速度のいずれか１以上の組み合わせた値をもとに補正することを特徴とする請求項２または３に記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、回生時に、駆動源回転数あるいは駆動源出力が第１閾値以下である場合、および／または、作業機高さが第２閾値以上あるいは作業機上げ速度が第３閾値以下である場合、エンジンの燃料噴射量を増大、および／または前記走行用油圧ポンプの容量を増大させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、アキュムレータ圧、および／または、走行速度の絶対値をもとに、回生制御を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前後進レバー位置と進行方向との一致・不一致、および／または、アクセル操作量、および／またはブレーキ操作量をもとに、回生制御を開始することを特徴とする請求項６に記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項８】
エンジンの燃料噴射量、および／または、駆動源回転数をもとに、回生制御を開始することを特徴とする請求項６または７に記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項９】
前記制御部は、アキュムレータ圧、および／または、走行速度の絶対値をもとに、回生制御を終了することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前後進レバー位置と進行方向との一致・不一致、および／または、アクセル操作量をもとに、回生制御を終了することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項１１】
エンジンの燃料噴射量、および／または、駆動源回転数をもとに、回生制御を終了することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一つに記載の作業車両の回生制御装置。
【請求項１２】
駆動源に結合された走行用油圧ポンプと車輪に結合された走行用油圧モータとを管路で閉じた油圧回路と、
前記駆動源に結合された作業機油圧ポンプによって駆動される作業機と、
減速時の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して蓄積し、蓄積した油圧エネルギーを前記駆動源に結合された回生モータに供給する回生アキュムレータと、
前記管路と前記回生アキュムレータとの間を接続する回生バルブと、
を備えた作業車両の回生制御方法であって、
前記回生バルブを開にして前記回生アキュムレータに回生油圧エネルギーを蓄積する回生時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるように前記回生時には前記走行用油圧モータのモータ容量を増大させる可変制御を行うことを特徴とする作業車両の回生制御方法。
【請求項１３】
アキュムレータ圧、および／または、走行速度の絶対値、および／または、前後進レバー位置と進行方向との一致・不一致、および／または、アクセル操作量、および／または、ブレーキ操作量、および／または、エンジンの燃料噴射量、および／または、駆動源回転数をもとに、回生制御を開始あるいは終了することを特徴とする請求項１２に記載の作業車両の回生制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アキュムレータに運動エネルギーを油圧エネルギーとして貯蔵する回生時と非回生時との運動性能に違いが生じないようにしてオペレータに操作上の違和感や不安を抱かせない作業車両の回生制御装置および作業車両の回生制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：静油圧式動力伝達装置）を備えたホイールローダなどの建設機械、農業機械、産業車両などの作業車両が知られている。ＨＳＴを備えた作業車両は、油圧ポンプと油圧モータとを閉じた油圧回路で連通させ、油圧モータの動力で走行する構成をとる。最近では、エンジンや油圧ポンプ、油圧モータを電子制御技術によって最適な出力やポンプ容量、モータ容量で駆動させて、作業効率の向上や省燃費を図ることができるようになっている。
【０００３】
一方、ＨＳＴを備えた作業車両では、走行減速時の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して貯蔵し、この貯蔵したエネルギーを放出することで動力源を補助的に駆動し、同時に相当する動力源の出力を低減することによって、燃費を低減するものがある。
【０００４】
たとえば、特許文献１に記載されたものでは、詳細には記載されていないが、車両に作用するブレーキトルクを、走行用可変モータの容量を変更することで調整するようにしている。また、特許文献１には、車両の運動エネルギーを油圧エネルギーとして回生し、アキュムレータにチャージすることと、アキュムレータが満充填状態になった場合に、このチャージを中止し、運動エネルギーをサービスブレーキによって熱エネルギーとして放出すること、とを選択制御するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５５−６０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたものでは、アキュムレータに運動エネルギーをチャージする回生時とチャージしない非回生時とにおける作業車両の運動性能の違いについては何ら考慮されておらず、回生の有無によって運動性能に違いが生じる場合、オペレータは操作上の違和感や不安を抱かせてしまうという問題があった。特に、作業車両の減速途中において回生を中止する場合、作業車両の運動エネルギーの変化は大きいため、回生および非回生の変化によってオペレータが予期し得ないほどの大きな作業車両の運動性能の変化が生じる。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アキュムレータに運動エネルギーを油圧エネルギーとして貯蔵する回生時と非回生時との運動性能に違いが生じないようにしてオペレータに操作上の違和感や不安を抱かせない作業車両の回生制御装置および作業車両の回生制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、駆動源に結合された走行用油圧ポンプと車輪に結合された走行用油圧モータとを管路で閉じた油圧回路と、前記駆動源に結合された作業機油圧ポンプによって駆動される作業機と、減速時の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して蓄積し、蓄積した油圧エネルギーを前記駆動源に結合された回生モータに供給する回生アキュムレータと、前記管路と前記回生アキュムレータとの間を接続する回生バルブと、前記回生バルブを開にして前記回生アキュムレータに回生油圧エネルギーを蓄積する回生時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるようにモータ容量を可変制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記制御部は、回生時に、走行状態に応じて予め決定された複数の目標ブレーキトルクのうちの１つの目標ブレーキトルクと現在のブレーキトルクとの差分が小さくなるように前記モータ容量を可変制御することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記目標ブレーキトルクは、アクセル操作量、ブレーキ操作量、作業機高さ、および作業機上げ速度のいずれか１以上の組み合わせた値をもとに補正することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記制御部は、回生時に、駆動源回転数あるいは駆動源出力が第１閾値以下である場合、および／または、作業機高さが第２閾値以上あるいは作業機上げ速度が第３閾値以下である場合、駆動源出力用の物理供給量を増大、および／または前記走行用油圧ポンプの容量を増大させる制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記制御部は、アキュムレータ圧、および／または、走行速度の絶対値をもとに、回生制御を開始することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記制御部は、前後進レバー位置と進行方向との一致・不一致、および／または、アクセル操作量、および／またはブレーキ操作量をもとに、回生制御を開始することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、駆動源出力用の物理供給量、および／または、駆動源回転数をもとに、回生制御を開始することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記制御部は、アキュムレータ圧、および／または、走行速度の絶対値をもとに、回生制御を終了することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、前記制御部は、前後進レバー位置と進行方向との一致・不一致、および／または、アクセル操作量をもとに、回生制御を終了することを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御装置は、上記の発明において、駆動源出力用の物理供給量、および／または、駆動源回転数をもとに、回生制御を終了することを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御方法は、駆動源に結合された走行用油圧ポンプと車輪に結合された走行用油圧モータとを管路で閉じた油圧回路と、前記駆動源に結合された作業機油圧ポンプによって駆動される作業機と、減速時の運動エネルギーを油圧エネルギーに変換して蓄積し、蓄積した油圧エネルギーを前記駆動源に結合された回生モータに供給する回生アキュムレータと、前記管路と前記回生アキュムレータとの間を接続する回生バルブと、を備えた作業車両の回生制御方法であって、前記回生バルブを開にして前記回生アキュムレータに回生油圧エネルギーを蓄積する回生時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるようにモータ容量を可変制御することを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる作業車両の回生制御方法は、上記の発明において、アキュムレータ圧、および／または、走行速度の絶対値、および／または、前後進レバー位置と進行方向との一致・不一致、および／または、アクセル操作量、および／または、ブレーキ操作量、および／または、駆動源出力用の物理供給量、および／または、駆動源回転数をもとに、回生制御を開始あるいは終了することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、回生バルブを開にして回生アキュムレータに回生油圧エネルギー蓄積する回生時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるようにモータ容量を可変制御するようにしているので、回生アキュムレータに運動エネルギーを油圧エネルギーとして貯蔵する回生時と非回生時との運動性能に違いが生じなくなり、結果的に、オペレータに操作上の違和感や不安を抱かせることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、作業車両の一例であるホイールローダの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、ホイールローダのＨＳＴ回路を中心に示した回路構成を示す図である。
【図３】図３は、コントローラによる回生制御処理手順を示す全体フローチャートである。
【図４】図４は、ステップＳ１１の回生開始判断処理手順を示す詳細フローチャートである。
【図５】図５は、ステップＳ１３の回生ブレーキトルク制御処理手順を示す詳細フローチャートである。
【図６】図６は、ステップＳ１４に示した回生終了判断処理手順を示す詳細フローチャートである。
【図７】図７は、具体的なシャトル操作時の回生制御の一例を示すタイムチャートである。
【図８】図８は、具体的なシャトル操作時の回生制御の他の一例を示すタイムチャートである。
【図９】図９は、変形例１にかかる回生ブレーキトルク制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、変形例２にかかる回生開始判断処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、変形例３にかかる回生開始判断処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、変形例４にかかる回生終了判断処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、変形例５にかかる回生終了判断処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、変形例６にかかる回生終了判断処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
【００２３】
［全体構成］
図１は、作業車両の一例であるホイールローダ５０の全体構成を示す図である。また、図２は、ホイールローダ５０のＨＳＴ回路を中心に示した回路構成を示す図である。図１に示すように、ホイールローダ５０は、車体５１と、車体５１の前部に装着されたリフトアーム５２やリフトアーム５２の先端に取り付けられたバケット５３、ベルクランク５６などで構成される作業機と、車体５１を支持しながら回転して車体５１を走行させる４つの車輪５４と、車体５１の上部に搭載されたキャブ（運転室）５５とを有する。
【００２４】
リフトアーム５２は、先端に取り付けられたバケット５３を持ち上げるためのリンク部材であって、リフトアーム５２に連結された作業機用油圧シリンダ（リフトシリンダ）１９ａが伸縮動作することによって上下に動作する。また、バケット５３は、リフトアーム５２の先端に取り付けられており、さらにベルクランク５６というリンク部材を介して連結された作業機用油圧シリンダ（バケットシリンダ）１９ｂが伸縮動作することによってダンプおよびチルトする。
【００２５】
［回路構成］
ホイールローダ５０には、図２に示した回路構成が搭載されている。すなわち、エンジンやモータなどの駆動源１によって駆動されるＨＳＴポンプ（走行用油圧ポンプ）２から吐き出された作動油によってＨＳＴモータ（走行用油圧モータ）３を駆動し、車輪５４を駆動することによってホイールローダ５０を走行させるためのＨＳＴ回路１０を有する。ＨＳＴ回路１０は、ＨＳＴポンプ２とＨＳＴモータ３との間をＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂで構成されるＨＳＴ管路４で接続されて閉じた油圧回路を形成している。
【００２６】
駆動源１の駆動軸には、ＨＳＴポンプ２のほかに、作業機ポンプ５、チャージポンプ６、回生モータ７が結合されている。作業機ポンプ５は、制御バルブ１８に作動油を供給して作業機用油圧シリンダ１９ａ，１９ｂを伸縮動作させる。チャージポンプ６は、低圧リリーフ弁１１を介してタンクに接続される。また、チャージポンプ６は、チェック弁１２Ａ，１２Ｂを介し、それぞれ低圧状態となるＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂに作動油を供給する。
【００２７】
回生モータ７は、回生アキュムレータ８に蓄積された油圧エネルギーによって回転駆動するポンプである。回生バルブ９は、回生制御モードの場合、「開」となり、チェック弁１３Ａ，１３Ｂを介して、ＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂからの高圧作動油を油圧エネルギーとして回生アキュムレータ８に蓄積する。すなわち、回生制御モードの場合、走行減速などによる車輪５４からの運動エネルギーは、ＨＳＴモータ３およびＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂを介して油圧エネルギーに変換され、この油圧エネルギーは、チェック弁１３Ａ，１３Ｂおよび回生バルブ９を介して回生アキュムレータ８に蓄積される。そして、回生アキュムレータ８に蓄積された油圧エネルギーは、回生モータ７に供給され、駆動源１の回転軸を回転アシストする。回生アキュムレータ８に油圧エネルギーが蓄積される場合は、ＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂの高圧側管路圧が、回生アキュムレータ８の圧力よりも大きい場合である。回生モータ７は、回生アキュムレータ８に蓄積された油圧エネルギーがなくなるまで駆動されるが、回生アキュムレータ８に蓄積された油圧エネルギーがなくなると、チェック弁１４を介してタンクから油を回生モータ７の入口側に吸い込むように動作する。なお、回生制御モードでない場合、回生バルブ９は「閉」となり、ＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂからの高圧作動油は、チェック弁１３Ａ，１３Ｂおよび高圧リリーフ弁１４を介し、さらにチェック弁１２Ａ，１２Ｂを介して低圧状態のＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂに作動油を供給する。
【００２８】
コントローラ２０は、前後進レバーセンサ２１、アクセル開度センサ２２、ブレーキ開度センサ２３などの検出結果、および駆動源１の回転数などをもとに駆動源１の駆動を制御する。また、コントローラ２０は、作業機レバーセンサ２４の検出結果をもとに制御部バルブ１８を制御して作業機油圧シリンダ１９ａ，１９ｂの駆動を制御する。さらに、コントローラ２０は、ＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂの圧力をそれぞれ検出するＨＳＴ圧力センサ２Ａ，２Ｂの圧力をもとにＨＳＴポンプ２の斜板２ＣおよびＨＳＴモータ３の斜板３Ｃを制御してポンプ容量およびモータ容量をそれぞれ制御する。
【００２９】
特に、コントローラ２０は、圧力センサ８ａが検出する回生アキュムレータ８のアキュムレータ圧、および速度センサ２５が検出する走行速度などをもとに、回生バルブ９の開閉を制御して回生アキュムレータ８への油圧エネルギーの蓄積を制御するとともに、回生バルブ９を「開」状態にする回生制御モード時に、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるようにＨＳＴモータ３のモータ容量を可変制御する。
【００３０】
［回生制御］
つぎに、コントローラ２０による回生制御処理について、フローチャートを参照して説明する。図３は、コントローラ２０による回生制御処理手順を示す全体フローチャートである。図３に示すように、コントローラ２０は、まず、回生バルブ９を「閉」にした状態で、回生制御処理を開始するか否かの判断を行うとともに、回生バルブ９を「開」にするか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。その後、ステップＳ１１の処理で、回生バルブ９が「開」に設定されたか否かを判断し（ステップＳ１２）、回生バルブ９が「開」に設定されない場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）には、ステップＳ１１の処理を繰り返す。一方、回生バルブ９が「開」に設定された場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）には、回生時と非回生時とのブレーキトルクが同じになるように、ＨＳＴモータ３の斜板３Ｃを変化させてモータ容量を変化させる回生ブレーキトルク制御処理を行う（ステップＳ１３）。ブレーキトルクは、モータ容量とブレーキ圧（ＨＳＴ管路４Ａ，４Ｂの絶対差圧）とに比例するため、回生時と非回生時とのブレーキトルクを同じにするためには、回生時に回生分のブレーキ圧が減少するため、この減少分に対応してモータ容量を増大させる制御を行うようにしている。
【００３１】
その後、回生バルブ９を「開」状態にする回生制御を終了するか否か、すなわち回生バルブ９を「閉」にするか否かの判断処理を行う（ステップＳ１４）。その後、ステップＳ１４の処理で、回生バルブ９が「閉」に設定されたか否かを判断し（ステップＳ１５）、回生バルブ９が「閉」に設定されない場合（ステップＳ１５，Ｎｏ）には、回生バルブ９の「開」状態を維持し、ステップＳ１３に移行して回生ブレーキトルク制御処理を繰り返す。一方、回生バルブ９が「閉」に設定された場合（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に移行して、回生制御を開始するか否かの回生開始判断処理を再度行う。
【００３２】
ここで、図４に示したフローチャートを参照して、ステップＳ１１の回生開始判断処理手順について説明する。図４に示すように、まず、コントローラ２０は、前後進レバーセンサ２１の検出結果と走行速度センサ２５の検出結果とをもとに、前後進レバー位置が進行方向と一致しているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。前後進レバーセンサ２１は、図７（ａ）に示すように、前進（Ｆ）、中立（Ｎ）、後進（Ｒ）の状態を検出している。また、走行速度センサ２５は、走行速度の符号によって、正ならば前進（Ｆ）、負ならば後進（Ｒ）であると検出している。ここで、前後進レバー位置と進行方向とが一致しない場合には、急減速状態になる。たとえば、図７の時点ｔ１における前後進レバー操作がこの急減速に相当する。このような前後進レバーの逆操作を「シャトル操作」といい、ホイールローダなどのＶシェープ作業では、アクセル操作やブレーキ操作を行わず、シャトル操作のみで作業を行う場合が多い。ここで、前後進レバー位置が進行方向と一致していない、急減速の場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）には、ステップＳ１０３に移行する。
【００３３】
一方、前後進レバー位置が進行方向と一致している場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）には、さらに、アクセル開度センサ２２およびブレーキ開度センサ２３の検出結果をもとに、アクセル操作量が閾値未満、および／またはブレーキ操作量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。すなわち、減速状態であるか否かを判断する。アクセル操作量が閾値未満、および／またはブレーキ操作量が閾値以上である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０３に移行する。一方、アクセル操作量が閾値未満、および／またはブレーキ操作量が閾値以上でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、本処理を終了し、回生バルブ９の「閉」状態を維持する。
【００３４】
その後、ステップＳ１０３では、圧力センサ８ａの検出結果をもとに、回生アキュムレータ８のアキュムレータ圧が閾値以下であるか否か、すなわち、回生油圧エネルギーを蓄える能力があるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。アキュムレータ圧が閾値以下でない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、回生の効果がないため、回生バルブ９の「閉」状態を維持して、リターンする。
【００３５】
一方、アキュムレータ圧が閾値以下である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、さらに走行速度センサ２５の検出結果をもとに、走行速度の絶対値が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。走行速度の絶対値が閾値未満である場合には、回生できる油圧エネルギーが減少している。そして、走行速度の絶対値が閾値以上である場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、回生制御を行うべく、回生バルブ９を「開」状態にして（ステップＳ１０５）、ステップＳ１１にリターンする。一方、走行速度の絶対値が閾値以上でない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、回生バルブ９の「閉」状態を維持して、ステップＳ１１にリターンする。
【００３６】
すなわち、作業機械が急減速状態で、回生アキュムレータ８に作動油を蓄積する能力があり、走行速度が、ある程度ある場合には、回生バルブ９を「開」にして回生制御を開始させるようにしている。
【００３７】
つぎに、図５に示したフローチャートを参照して、ステップＳ１３の回生ブレーキトルク制御処理手順について説明する。まず、コントローラ２０は、前後進レバー位置が中立（Ｎ）であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。前後進レバー位置が中立である場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０５に移行し、この回生状態における目標ブレーキトルクＴＣを設定し、ステップＳ２０６に移行する。
【００３８】
一方、前後進レバー位置が中立でない場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）には、さらに前後進レバー位置が進行方向と一致するか否かを判断する（ステップＳ２０２）。前後進レバー位置が進行方向と一致する場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）には、ステップＳ２０３に移行し、この回生状態における目標ブレーキトルクＴＡを設定し、ステップＳ２０６に移行する。また、前後進レバー位置が進行方向と一致しない場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）には、ステップＳ２０４に移行し、この回生状態における目標ブレーキトルクＴＢを設定し、ステップＳ２０６に移行する。目標ブレーキトルクＴＡ，ＴＢ，ＴＣは、これらステップＳ２０１，Ｓ２０２の判断結果によって分類された走行状態に対応してあらかじめ設定される値である。急減速状態などによって大きさは異なるが、目標ブレーキトルクＴＢ→ＴＡ→ＴＣの順に小さな値となる。
【００３９】
なお、この段階で、アクセル操作量やブレーキ操作量の大きさ、さらには、作業機のバケット高さやバケット上げ速度などの値を加味して、このステップＳ２０３〜Ｓ２０５の目標ブレーキトルクを補正してもよい。この補正によって、さらに、きめの細かいブレーキトルク制御を行うことができる。
【００４０】
その後、現在のブレーキトルクが、設定された目標ブレーキトルクと同じになるように、ＨＳＴモータ３のモータ容量を可変制御し（ステップＳ２０６）、ステップＳ１３にリターンする。なお、現在のブレーキトルクは、ＨＳＴ管路センサ２Ａ，２Ｂによって検出されたＨＳＴ管路４Ａ圧とＨＳＴ管路４Ｂ圧との絶対差圧と、現在のモータ容量とを乗算した値とから求められる。
【００４１】
ここで、図６のフローチャートを参照して、ステップＳ１４に示した回生終了判断処理手順について説明する。まず、コントローラ２０は、アキュムレータ圧が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０１）。アキュムレータ圧が閾値以下でない場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）には、回生制御を終了させるため、回生バルブ９を「閉」にして（ステップＳ３０３）、ステップＳ１４にリターンする。
【００４２】
一方、アキュムレータ圧が閾値以下である場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）には、さらに走行速度の絶対値が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。走行速度の絶対値が閾値以上でない場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）には、回生バルブ９を「閉」にして（ステップＳ３０３）、ステップＳ１４にリターンする。また、走行速度の絶対値が閾値以上である場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）には、回生バルブ９を「開」に維持したまま、ステップＳ１４にリターンする。
【００４３】
すなわち、この回生終了判断処理では、回生アキュムレータ８に作動油を蓄積する能力が実質的になくなり、走行速度が小さいときに回生油圧エネルギーの蓄積が実質的にない場合には、回生バルブ９を「閉」にして回生制御を終了するようにしている。
【００４４】
［回生制御の具体例］
図７および図８は、それぞれ具体的なシャトル操作時の回生制御の一例を示すタイムチャートである。図７では、基本的に前後進レバーの不一致状態で回生制御を開始し、走行速度の絶対値が閾値以下となった状態で回生制御を終了している一例を示している。また、図８では、基本的に前後進レバーの不一致状態で回生制御を開始し、アキュムレータ圧が閾値以下となった状態で回生制御を終了している。図７（ａ），図８（ａ）では、走行速度および前後進レバー位置を示し、図７（ｂ），図８（ｂ）では、回生制御ＯＮ／ＯＦＦ（回生バルブ９の開閉）を示し、図７（ｃ），図８（ｃ）では、エンジン回転数を示し、図７（ｄ），図８（ｄ）では、アクセル操作量およびブレーキ操作量を示し、図７（ｅ），図８（ｅ）では、ＨＳＴ管路圧を示し、図７（ｆ），図８（ｆ）では、ＨＳＴポンプ容量およびＨＳＴモータ容量を示し、図７（ｇ），図８（ｇ）では、アキュムレータ内ガス圧（アキュムレータ圧）およびアキュムレータ内ガス容量を示し、図７（ｈ），図８（ｈ）では、ブレーキトルクを示している。なお、図７において、実線は、本実施の形態による回生制御を行った場合を示し、破線は、本実施の形態による回生制御を行わない場合を示している。図８において、実線は、本実施の形態による回生制御を行った場合を示し、２点鎖線は、図７に示した回生制御を行った場合を示している。なお、図７および図８では、時点ｔ０からｔ１までは、緩い後進の加速を行い、時点ｔ１において、前後進レバーを逆操作し、時点ｔ１からｔ２までは減速状態となり、時点ｔ２からｔ３まで反転加速で前進する状態を示し、時点ｔ３以降は、前進の定常走行状態となる場合を示している。
【００４５】
図７において、時点ｔ１で、前後進レバー位置が進行方向と不一致となり（図７（ａ））、アキュムレータ圧も閾値Ｐｍａｘ以下であり（図７（ｇ））、走行速度の絶対値も閾値Ｖｔｈ以上である（図７（ａ））ため、回生バルブ９は、「閉」状態から「開」状態に移行して（図７（ｂ））、回生制御が開始される。
【００４６】
そして、時点ｔ１２で、アキュムレータ圧は閾値Ｐｍａｘ以下であり（図７（ｇ））、走行速度の絶対値が閾値Ｖｔｈ未満となる（図７（ａ））ため、回生バルブ９は、「開」状態から「閉」状態に移行して（図７（ｂ））、回生制御が終了する。
【００４７】
この時点ｔ１からｔ１２の間の回生制御中に、コントローラ２０は、ＨＳＴ管路４Ｂ圧とＨＳＴ管路４Ａ圧との絶対差分をブレーキ圧とし、非回生時のブレーキ圧に対する回生時のブレーキ圧の増大分に対応して（図７（ｅ））、ＨＳＴモータ容量を増大させている（図７（ｆ））。この結果、図７（ｈ）に示すように、回生時および非回生時にかかわらず、ブレーキトルクの時間変化は、非回生時と同じになる。
【００４８】
この結果、作業車両のオペレータは、回生時から非回生時に移行する際に不測の急な加速などがなく、操作上の違和感や不安を抱かずに作業を行うことができる。
【００４９】
一方、図８では、回生制御の終了判断として、時点ｔ１３で、アキュムレータ圧が閾値Ｐｍａｘを越えたため（図８（ｇ））、回生バルブ９を「開」から「閉」にし、回生制御を終了させている（図８（ｂ））。この場合でも、図８（ｈ）に示すように、回生時および非回生時にかかわらず、ブレーキトルクの時間変化は、非回生時と同じになる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態では、アキュムレータ圧の閾値を最大値Ｐｍａｘに設定したが、これに限らず、最大値Ｐｍａｘ未満の近傍値でもよい。
【００５１】
［変形例１］
なお、上述した実施の形態で回生制御を行う場合、走行回生の背反として、エンジン（駆動源）回転数の低下が大きく、減速後の加速が悪くなる場合がある。このため、この変形例１では、減速後の加速に影響を与えない制御を同時に行うようにしている。
【００５２】
図９は、変形例１にかかる回生ブレーキトルク制御処理手順を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、コントローラ２０は、図５に示した回生ブレーキトルク制御処理と同様に、前後進レバー位置が中立（Ｎ）であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。前後進レバー位置が中立である場合（ステップＳ４０１，Ｙｅｓ）には、ステップＳ４０５に移行し、この回生状態における目標ブレーキトルクＴＣを設定し、ステップＳ４０６，Ｓ４１１に移行する。
【００５３】
一方、前後進レバー位置が中立でない場合（ステップＳ４０１，Ｎｏ）には、さらに前後進レバー位置が進行方向と一致するか否かを判断する（ステップＳ４０２）。前後進レバー位置が進行方向と一致する場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）には、ステップＳ４０３に移行し、この回生状態における目標ブレーキトルクＴＡを設定し、ステップＳ４０６，Ｓ４１１に移行する。また、前後進レバー位置が進行方向と一致しない場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）には、ステップＳ４０４に移行し、この回生状態における目標ブレーキトルクＴＢを設定し、ステップＳ４０６，Ｓ４１１に移行する。目標ブレーキトルクＴＡ，ＴＢ，ＴＣは、これらステップＳ４０１，Ｓ４０２の判断結果によって分類された走行状態に対応してあらかじめ設定される値である。急減速状態などによって大きさは異なるが、目標ブレーキトルクＴＢ→ＴＡ→ＴＣの順に小さな値となる。
【００５４】
なお、この段階で、アクセル操作量やブレーキ操作量の大きさ、さらには、作業機のバケット高さやバケット上げ速度などの値を加味して、このステップＳ４０３〜Ｓ４０５の目標ブレーキトルクを補正してもよい。この補正によって、さらに、きめの細かいブレーキトルク制御を行うことができる。
【００５５】
その後、ステップＳ４０６の処理と、ステップＳ４１１の処理とが並行処理される。まず、ステップＳ４０６では、現在のブレーキトルクが、設定された目標ブレーキトルクと同じになるように、ＨＳＴモータ３のモータ容量を可変制御し、ステップＳ１３にリターンする。なお、現在のブレーキトルクは、ＨＳＴ管路センサ２Ａ，２Ｂによって検出されたＨＳＴ管路４Ａ圧とＨＳＴ管路４Ｂ圧との絶対差圧と、現在のモータ容量とを乗算した値とから求められる。
【００５６】
一方、上述したステップＳ４０６によるモータ容量の可変制御によるブレーキトルク制御時に並行して、エンジン噴射量制御およびＨＳＴポンプ容量制御を行う。まず、エンジン回転数あるいはエンジン出力が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４１１）。エンジン回転数あるいはエンジン出力が閾値以下である場合（ステップＳ４１１，Ｙｅｓ）には、エンジンの燃料噴射量を増大し、および／またはＨＳＴポンプ容量を増大させる処理を行って（ステップＳ４１３）、ステップＳ１３にリターンする。
【００５７】
一方、エンジン回転数あるいはエンジン出力が閾値以下でない場合（ステップＳ４１１，Ｎｏ）には、さらにバケット高さが閾値以上あるいはバケット上げ速度が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４１２）。なお、コントローラ２０は、このバケット高さおよびバケット上げ速度を、作業機の姿勢センサ１７の検出結果によって取得する。バケット高さが閾値以上あるいはバケット上げ速度が閾値以下である場合（ステップＳ４１２，Ｙｅｓ）には、ステップＳ４１３に移行し、エンジンの燃料噴射量を増大し、および／またはＨＳＴポンプ容量を増大させる処理を行って、ステップＳ１３にリターンする。また、バケット高さが閾値以上あるいはバケット上げ速度が閾値以下でない場合（ステップＳ４１２，Ｎｏ）には、そのままステップＳ１３にリターンする。
【００５８】
［変形例２］
この変形例２では、図１０に示すように、図４に示した回生開始判断処理に、エンジンの燃料噴射量が閾値以下であるか否かを判断し（ステップＳ５０５）、エンジンの燃料噴射量が閾値以下である場合（ステップＳ５０５，Ｙｅｓ）には、回生バルブ９を「開」にして回生制御を行うようにしている。その他のステップＳ５０１〜Ｓ５０４，Ｓ５０６は、図４に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ１０５に相当する。
【００５９】
このエンジン燃料噴射量が閾値以下であるか否かの判断を加えたのは、シャトル操作には、エンジン燃料噴射量がほぼゼロになる場合が多いからである。
【００６０】
なお、エンジンの燃料噴射量が閾値以下であるか否かの判断に替えて、エンジンの燃料噴射量の時間変化が負（噴射量減少）であるか否かの判断であってもよい。
【００６１】
［変形例３］
この変形例３では、図１１に示すように、図１０に示した回生開始判断処理のステップＳ５０５の処理に替えて、エンジン回転数が閾値以上であるか否かを判断するようにしている（ステップＳ６０５）。その他のステップＳ６０１〜Ｓ６０４，Ｓ６０６は、図１０に示したステップＳ５０１〜Ｓ５０４，Ｓ５０６に相当する。
【００６２】
このエンジン回転数が閾値以上であるか否かの判断を加えたのは、シャトル操作時には、エンジン回転数が高くなる場合があるからである。アクセル操作を行っている場合には、アクセル操作量に対応するエンジン回転数よるも高いエンジン回転数となる場合が多いからである。
【００６３】
なお、上述した変形例２，３の要素は、それぞれ適宜組み合わせ可能であり、判断もそれぞれの要素のアンドあるいはオアの組み合わせが可能である。
【００６４】
［変形例４］
つぎに、この変形例４は、回生終了判断処理の変形例である。図１２に示すように、この回生終了判断処理では、さらにエンジン回転数が閾値以下であるか否かを判断し（ステップＳ７０３）、エンジン回転数が閾値以下である場合（ステップＳ７０３，Ｙｅｓ）には、回生バルブ９を「閉」にして回生制御を終了するようにしている。その他のステップＳ７０１，Ｓ７０２，Ｓ７０４は、図６に示したステップＳ３０１〜Ｓ３０３に相当する。
【００６５】
［変形例５］
図１３に記載の変形例５では、図１２のステップＳ７０３に替えて、前後進レバー位置が進行方向と一致し、アクセル操作量が閾値以上であるか否かを判断し（ステップＳ８０３）、前後進レバー位置が進行方向と一致し、アクセル操作量が閾値以上である場合（ステップＳ８０３，Ｙｅｓ）には、回生バルブ９を「閉」にして回生制御を終了するようにしている。その他のステップＳ８０１，Ｓ８０２，Ｓ８０４は、図１２に示したステップＳ７０１，Ｓ７０２，Ｓ７０４に相当する。
【００６６】
この前後進レバー位置が進行方向と一致し、アクセル操作量が閾値以上であるか否かの判断を加えたのは、減速中に減速を中断して再加速をする場合があるからである。
【００６７】
［変形例６］
図１４に記載の変形例６では、図１３のステップＳ８０３に替えて、エンジンの燃料噴射量が閾値以上であるか否かを判断し（ステップＳ９０３）、エンジンの燃料噴射量が閾値以上である場合（ステップＳ９０３，Ｙｅｓ）には、回生バルブ９を「閉」にして回生制御を終了するようにしている。その他のステップＳ９０１，Ｓ９０２，Ｓ９０４は、図１３に示したステップＳ８０１，Ｓ８０２，Ｓ８０４に相当する。
【００６８】
このエンジンの燃料噴射量が閾値以上であるか否かの判断を加えたのは、減速中に減速を中断して再加速をする場合があるからである。
【００６９】
なお、上述した変形例４〜６の要素は、それぞれ適宜組み合わせ可能であり、判断もそれぞれの要素のアンドあるいはオアの組み合わせが可能である。また、それぞれの回生開始判断処理と回生終了判断処理との適宜な組み合わせも可能である。
【００７０】
また、回生開始判断処理では、図４に示したステップＳ１０３，Ｓ１０４の判断処理のみで、回生バルブ９を「開」にするようにしてもよい。
【００７１】
［変形例７］
なお、上述した実施の形態および変形例１〜６の回生開始判断処理および回生終了判断処理におけるアキュムレータ圧の各閾値（ステップＳ１０３，Ｓ３０１，Ｓ５０３，Ｓ６０３，Ｓ７０１，Ｓ８０１Ｓ９０１）は、満充填に近い閾値として説明したが、これに限らず、満充填に近い閾値（Ｐｔｈ１）よりも低い閾値Ｐｔｈ２（Ｐｔｈ２＜Ｐｔｈ１）を設定し、現在のアキュムレータ圧が満充填に近づくにしたがって、回生バルブ９を「開」にする回生可能期間を短くするようにしてもよい。たとえば、図４に示した回生開始判断処理におけるステップＳ１０４の判断処理を、アキュムレータ圧が閾値Ｐｔｈ１以下、かつ、閾値Ｐｔｈ２以上であるか否かを判断するようにする。この場合、閾値Ｐｔｈ２を満充填の値に近づけるにしたがって、上述した回生可能期間は短くなる。なお、回生可能期間と呼称するのは、アキュムレータ圧の条件は、回生開始の１つの条件に過ぎず、他の条件を満足してはじめて回生が行われるからである。すなわち、上述した閾値Ｐｔｈ２の値を適宜変更することによって、回生可能期間を変更制御することができる。なお、回生終了判断処理においても、閾値Ｐｔｈ２を変更制御することによって回生終了可能時期を早めることができ、結果的に回生可能期間を短くすることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  駆動源
２  ＨＳＴポンプ
２Ａ，２Ｂ  ＨＳＴ圧力センサ
２Ｃ，３Ｃ  斜板
３  ＨＳＴモータ
４，４Ａ，４Ｂ  ＨＳＴ管路
５  作業機ポンプ
６  チャージポンプ
７  回生モータ
８  回生アキュムレータ
８ａ  圧力センサ
９  回生バルブ
１０  ＨＳＴ回路
１１  低圧リリーフ弁
１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１４  チェック弁
１４  高圧リリーフ弁
１７  姿勢センサ
１８  制御バルブ
１９ａ，１９ｂ  作業機用油圧シリンダ
２０  コントローラ
２１  前後進レバーセンサ
２２  アクセル開度センサ
２３  ブレーキ開度センサ
２４  作業機レバーセンサ
２５  走行速度センサ
５４  車輪
【図１】
0005872268.tif 000002
【図２】
0005872268.tif 000003
【図３】
0005872268.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005872268.tif 000007
【図７】
0005872268.tif 000008
【図８】
0005872268.tif 000009
【図９】
0005872268.tif 000010
【図１０】
0005872268.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005872268.tif 000013
【図１３】
0005872268.tif 000014
【図１４】
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