(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油により駆動される作業装置と、
前記作業装置を操作するコントロールレバーと、
前記コントロールレバーにより操作され、前記作業装置のアクチュエータの駆動を制御するコントロールバルブと、
前記コントロールレバーのレバー操作量を検出するレバー操作量検出手段と、
前記作業装置の作動状態または非作動状態を検出する作動状態検出手段と、
前記エンジンにより駆動されて交流電力を発生する第１回転電機と、
前記第１回転電機で発生した交流電力を直流電力に変換する第１電力変換手段と、
電力の充放電を行う蓄電手段と、
前記第１電力変換手段で変換された直流電力、および前記蓄電手段から出力された直流電力のうち少なくとも１つを交流電力に変換する第２電力変換手段と、
前記第２電力変換手段で変換された交流電力により駆動される第２回転電機と、
前記第２回転電機により駆動される走行駆動装置と、
前記第２回転電機の駆動を制御するアクセルペダルと、
前記アクセルペダルのペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段と、
前記走行駆動装置の走行状態または非走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記作動状態検出手段で検出された作動状態または非作動状態、および、前記走行状態検出手段で検出された走行状態または非走行状態に応じて、前記レバー操作量検出手段により検出されたレバー操作量、および前記ペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量のうち少なくとも１つに基づいて前記エンジンの回転数を制御するエンジン制御手段とを備え、
前記走行状態検出手段により前記走行駆動装置の走行状態が検出され、かつ、前記作動状態検出手段により前記作業装置の非作動状態が検出され、前記エンジン制御手段により前記ペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量に基づいたエンジンの回転数に制御されている状態において、作業負荷が作用していない、前記コントロールレバーから出力されるパイロット圧が、０より大きくかつ前記コントロールバルブの切換動作が行われる圧力より小さいレバー操作初期段階で、前記パイロット圧が前記作動状態検出手段により前記作業装置が作動状態であるとみなす圧力となったときに、前記蓄電手段からの直流電力を前記第１電力変換手段からの直流電力に合算させて前記第２電力変換手段によって交流電力に変換し、この交流電力により前記第２回転電機を駆動させて、前記走行駆動装置を駆動させ、前記第１回転電機で発生する交流電力の出力を抑制する制御手段とを備えていることを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記エンジン制御手段は、前記作動状態検出手段により前記作業装置の非作動状態が検出され、かつ、前記走行状態検出手段により前記走行駆動装置の走行状態が検出されると、前記ペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量に基づいて前記エンジンの回転数を制御し、
前記エンジン制御手段は、前記作動状態検出手段により前記作業装置の作動状態が検出され、かつ、前記走行状態検出手段により前記走行駆動装置の非走行状態が検出されると、前記レバー操作量検出手段により検出されたレバー操作量に基づいて前記エンジンの回転数を制御することを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記エンジン制御手段は、前記走行状態検出手段により前記走行駆動装置の走行状態が検出され、かつ、前記作動状態検出手段により前記作業装置の非作動状態が検出されている状態において、前記レバー操作量検出手段により所定値以上のレバー操作量が検出されると、前記ペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量に基づいて決定された目標回転数よりもさらに前記エンジンの回転数を上昇させることを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記油圧ポンプは、傾転を変更することで容量の変更が可能な可変容量型油圧ポンプであり、
前記作業車両は、
前記油圧ポンプの傾転を前記コントロールレバーのレバー操作量に応じて増減させる傾転制御手段と、
前記作業車両が掘削作業状態であるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、
前記傾転制御手段は、前記作業状態判定手段により前記作業車両が掘削作業状態であると判定されると、前記油圧ポンプの傾転を所定値に制限することを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記作業装置は、車体に上下方向に回動可能に連結されたアームと、前記アームを駆動させるアームシリンダとを含んで構成され、
前記コントロールレバーは、少なくとも前記アームの上昇指令または下降指令を出力し、
前記作業車両は、
前記アームの角度を検出するアーム角度検出手段と、
前記走行駆動装置の前進指令または後進指令を出力する前後進指令手段とを備え、
前記作業状態判定手段は、前記コントロールレバーから前記アームの上昇指令が出力され、かつ、前記前後進指令手段から前記走行駆動装置の前進指令が出力され、かつ、前記アーム角度検出手段により前記アームの角度が所定値未満であると検出されると、前記作業車両は掘削作業状態であると判定することを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記走行状態検出手段は、前記アクセルペダルのペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段を含み、
前記ペダル操作量検出手段により所定値以上のペダル操作量が検出されたときには前記走行駆動装置の走行状態を検出し、
前記ペダル操作量検出手段により所定値未満のペダル操作量が検出されたときには前記走行駆動装置の非走行状態を検出することを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記走行状態検出手段は、車両速度を検出する車速センサを含み、
前記車速センサにより所定値以上の車速が検出されたときには前記走行駆動装置の走行状態を検出し、
前記車速センサにより所定値未満の車速が検出されたときには前記走行駆動装置の非走行状態を検出することを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、
前記作動状態検出手段は、前記コントロールレバーのレバー操作量を検出するレバー操作量検出手段を含み、
前記レバー操作量検出手段により所定値以上のレバー操作量が検出されたときには前記作業装置の作動状態を検出し、
前記レバー操作量検出手段により所定値未満のレバー操作量が検出されたときには前記作業装置の非作動状態を検出することを特徴とするハイブリッド式作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド式作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの回転をトルクコンバータを介して車輪に伝達する走行駆動装置を備えたホイールローダであって、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン回転数を制御するものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／１４７２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の作業車両では、走行負荷および作業負荷が直接エンジンに加わるため、エンジンの負荷変動が大きく、この負荷変動を考慮してトルクに余裕を持たせる必要があり、燃費、排ガスおよび騒音の低減を図ることが困難であった。
【０００５】
ホイールローダなどの作業車両では、走行、掘削、積込み作業等の様々な作業を行うために作業装置と走行駆動装置とが単独、あるいは複合的に操作される。しかしながら、特許文献１に記載の作業車両（以下、従来のトルコン車と称す）では、エンジンの回転数がアクセルペダルの操作量によって制御されているため、作業形態に応じた最適運転が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、エンジンと、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプからの圧油により駆動される作業装置と、作業装置を操作するコントロールレバーと、コントロールレバーにより操作され、作業装置のアクチュエータの駆動を制御するコントロールバルブと、コントロールレバーのレバー操作量を検出するレバー操作量検出手段と、作業装置の作動状態または非作動状態を検出する作動状態検出手段と、エンジンにより駆動されて交流電力を発生する第１回転電機と、第１回転電機で発生した交流電力を直流電力に変換する第１電力変換手段と、電力の充放電を行う蓄電手段と、第１電力変換手段で変換された直流電力、および蓄電手段から出力された直流電力のうち少なくとも１つを交流電力に変換する第２電力変換手段と、第２電力変換手段で変換された交流電力により駆動される第２回転電機と、第２回転電機により駆動される走行駆動装置と、第２回転電機の駆動を制御するアクセルペダルと、アクセルペダルのペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段と、走行駆動装置の走行状態または非走行状態を検出する走行状態検出手段と、作動状態検出手段で検出された作動状態または非作動状態、および、走行状態検出手段で検出された走行状態または非走行状態に応じて、レバー操作量検出手段により検出されたレバー操作量、およびペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量のうち少なくとも１つに基づいてエンジンの回転数を制御するエンジン制御手段とを備え、走行状態検出手段により走行駆動装置の走行状態が検出され、かつ、作動状態検出手段により作業装置の非作動状態が検出され、エンジン制御手段によりペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量に基づいたエンジンの回転数に制御されている状態において、作業負荷が作用していない、コントロールレバーから出力されるパイロット圧が、０より大きくかつコントロールバルブの切換動作が行われる圧力より小さいレバー操作初期段階で、パイロット圧が作動状態検出手段により作業装置が作動状態であるとみなす圧力となったときに、蓄電手段からの直流電力を第１電力変換手段からの直流電力に合算させて第２電力変換手段によって交流電力に変換し、この交流電力により第２回転電機を駆動させて、走行駆動装置を駆動させ、第１回転電機で発生する交流電力の出力を抑制する制御手段とを備えていることを特徴とするハイブリッド式作業車両である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のハイブリッド式作業車両において、エンジン制御手段は、作動状態検出手段により作業装置の非作動状態が検出され、かつ、走行状態検出手段により走行駆動装置の走行状態が検出されると、ペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量に基づいてエンジンの回転数を制御し、エンジン制御手段は、作動状態検出手段により作業装置の作動状態が検出され、かつ、走行状態検出手段により走行駆動装置の非走行状態が検出されると、レバー操作量検出手段により検出されたレバー操作量に基づいてエンジンの回転数を制御することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のハイブリッド式作業車両において、エンジン制御手段は、走行状態検出手段により走行駆動装置の走行状態が検出され、かつ、作動状態検出手段により作業装置の非作動状態が検出されている状態において、レバー操作量検出手段により所定値以上のレバー操作量が検出されると、ペダル操作量検出手段により検出されたペダル操作量に基づいて決定された目標回転数よりもさらにエンジンの回転数を上昇させることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、油圧ポンプは、傾転を変更することで容量の変更が可能な可変容量型油圧ポンプであり、作業車両は、油圧ポンプの傾転をコントロールレバーのレバー操作量に応じて増減させる傾転制御手段と、作業車両が掘削作業状態であるか否かを判定する作業状態判定手段とを備え、傾転制御手段は、作業状態判定手段により作業車両が掘削作業状態であると判定されると、油圧ポンプの傾転を所定値に制限することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のハイブリッド式作業車両において、作業装置は、車体に上下方向に回動可能に連結されたアームと、アームを駆動させるアームシリンダとを含んで構成され、コントロールレバーは、少なくともアームの上昇指令または下降指令を出力し、作業車両は、アームの角度を検出するアーム角度検出手段と、走行駆動装置の前進指令または後進指令を出力する前後進指令手段とを備え、作業状態判定手段は、コントロールレバーからアームの上昇指令が出力され、かつ、前後進指令手段から走行駆動装置の前進指令が出力され、かつ、アーム角度検出手段によりアームの角度が所定値未満であると検出されると、作業車両は掘削作業状態であると判定することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、走行状態検出手段は、アクセルペダルのペダル操作量を検出するペダル操作量検出手段を含み、ペダル操作量検出手段により所定値以上のペダル操作量が検出されたときには走行駆動装置の走行状態を検出し、ペダル操作量検出手段により所定値未満のペダル操作量が検出されたときには走行駆動装置の非走行状態を検出することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、走行状態検出手段は、車両速度を検出する車速センサを含み、車速センサにより所定値以上の車速が検出されたときには走行駆動装置の走行状態を検出し、車速センサにより所定値未満の車速が検出されたときには走行駆動装置の非走行状態を検出することを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のハイブリッド式作業車両において、作動状態検出手段は、コントロールレバーのレバー操作量を検出するレバー操作量検出手段を含み、レバー操作量検出手段により所定値以上のレバー操作量が検出されたときには作業装置の作動状態を検出し、レバー操作量検出手段により所定値未満のレバー操作量が検出されたときには作業装置の非作動状態を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コントロールレバーのレバー操作量、および／または、アクセルペダルのペダル操作量に基づいてエンジンの回転数を制御できるため、走行駆動装置と作業装置との負荷配分をオペレータが調整できる。これにより、作業形態に応じて効率的な運転を行うことのできるハイブリッド式作業車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によるハイブリッド式作業車両の一例であるホイールローダの側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るホイールローダの構成の一例を示す図。
【図３】アームレバーのレバー操作量とパイロット圧との関係を示す図。
【図４】モータ要求トルクマップ（モータ特性）を示す図。
【図５】（ａ）は発電量マップを示す図、（ｂ）は走行駆動装置用のエンジン制御マップを示す図。
【図６】作業装置用のエンジン制御マップを示す図。
【図７】複合作業用のエンジン回転数補正マップを示す図。
【図８】作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップを示す図。
【図９】（ａ）は掘削作業用の傾転制御マップを示す図、（ｂ）は複合動作用の傾転制御マップを示す図。
【図１０】レギュレータの詳細を示す図。
【図１１】目標駆動電流とポンプ傾転の関係を示すグラフ。
【図１２】土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図。
【図１３】ホイールローダによる掘削作業を示す図。
【図１４】ホイールローダによる運搬・積込み作業を示す図。
【図１５】メインコントローラの動作処理の一例を示すフローチャート。
【図１６】掘削作業モードにおけるメインコントローラの動作処理の一例を示すフローチャート。
【図１７】走行駆動装置のみによる単独動作のモードにおけるメインコントローラの動作処理の一例を示すフローチャート。
【図１８】複合動作へ移行するモードにおけるメインコントローラの動作処理の一例を示すフローチャート。
【図１９】走行駆動装置・作業装置による複合動作のモードにおけるメインコントローラの動作処理の一例を示すフローチャート。
【図２０】作業装置のみによる単独動作のモードにおけるメインコントローラの動作処理の一例を示すフローチャート。
【図２１】アシスト制御時のエネルギー分配方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
―第１の実施の形態―
以下、本発明によるハイブリッド式作業車両の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明によるハイブリッド式作業車両の一例であるホイールローダ１００の側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、バケット１１２、前輪１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、後輪１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。
【００１０】
前部車体１１０には、上下方向に回動可能にアーム１１１が連結されており、アーム１１１はアームシリンダ１１７の駆動により上下方向に回動（俯仰動）する。アーム１１１の先端にはバケット１１２が上下方向に回動可能に連結されており、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（クラウドまたはダンプ）する。前部車体１１０と後部車体１２０とはセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折して操舵される。
【００１１】
アーム１１１の回動部には、アーム１１１の前部車体１１０に対する回動角度を検出するアーム角度センサ５４（図２参照）が設けられている。アーム角度センサ５４は、たとえばロータリーポテンショメータである。
【００１２】
図２は、ホイールローダ１００の構成の一例を示す図である。ホイールローダ１００は、メインコントローラ２０と、エンジン１と、エンジンコントローラ２１と、走行電動装置１００Ｅと、油圧ポンプ１０と、ポンプコントローラ６０と、作業油圧装置（以下、単に作業装置と称す）１００Ｈと、走行駆動装置１００Ｄとを備えている。
【００１３】
作業装置１００Ｈは、図１に示したアーム１１１およびバケット１１２と、図２に示すアームシリンダ１１７およびバケットシリンダ１１５とを含んで構成され、油圧ポンプ１０からの圧油により駆動される。
【００１４】
油圧ポンプ１０は、エンジン１に機械的に接続され、エンジン１により駆動されて圧油を吐出する。油圧ポンプ１０は、後述の斜板１０ａの傾転角（以下、適宜、単に油圧ポンプ１０の傾転あるいはポンプ傾転ともいう）を変更することで容量の変更が可能な可変容量型油圧ポンプであり、タンク９０内の作動油をコントロールバルブ１１を介してアームシリンダ１１７とバケットシリンダ１１５に供給する。傾転角はレギュレータ６によって調整可能である。油圧ポンプ１０の傾転角を調整してポンプ吐出容量を変えることで回転数に対する吐出流量を制御することができる。
【００１５】
油圧ポンプ１０からの圧油はコントロールバルブ１１を介して作業用油圧アクチュエータであるアームシリンダ１１７やバケットシリンダ１１５に導かれ、アクチュエータが駆動される。コントロールバルブ１１は、運転室１２１内に設置されたコントロールレバー等の操作装置から出力される信号（油圧信号または電気信号）によって制御される。油圧ポンプ１０によってコントロールバルブ１１に供給された作動油は、操作装置の操作に応じて各油圧アクチュエータに適宜分配される。これによりオペレータはコントロールレバーを操作することで各油圧アクチュエータの伸縮を制御できる。
【００１６】
運転室１２１内に設置される操作装置としては、アームシリンダ１１７を伸縮する際に用いるコントロールレバーであるアームレバー５７と、バケットシリンダ１１５を伸縮する際に用いるコントロールレバーであるバケットレバー５８と、ステアリングシリンダ（不図示）を伸縮する際に用いるステアリングホイール（不図示）等がある。また、運転室１２１内には、ホイールローダ１００の前進と後進とを切り換えるために操作される前後進切換スイッチ５１と、アクセルペダル（不図示）と、ブレーキペダル（不図示）とが設置されている。
【００１７】
アームレバー５７は、アーム１１１を操作するコントロールレバーであり、アーム１１１の上昇／下降指令を出力する。アームレバー５７は、油圧パイロット式操作レバーであって、図３に示すように、レバー操作量（レバーストローク）に応じてパイロット圧が出力される。レバー操作量Ｌが所定値Ｌａ未満であるときには、パイロット圧ｐは上昇せず、レバー操作量Ｌが所定値Ｌａになったときに、パイロット圧ｐがｐａまで上昇する。
【００１８】
レバー操作量ＬがＬａ〜Ｌｂの範囲では、パイロット圧ｐはレバー操作量Ｌに比例して増加する。なお、図示しないが、バケットレバー５８もアームレバー５７と同様の油圧パイロット式操作レバーであり、バケット１１２のクラウド／ダンプ指令を出力する。
【００１９】
オペレータは、ステアリングホイールを操作することで、ステアリングシリンダ（不図示）を伸縮させて車両の操舵角を調節し、車両を旋回させることができる。オペレータは、アームレバー５７、バケットレバー５８を操作することで、アームシリンダ１１７、バケットシリンダ１１５を伸縮させて、アーム１１１の高さとバケット１１２の傾きを制御し、掘削および荷役作業を行うことができる。
【００２０】
図２に示すように、走行電動装置１００Ｅは、モータ／ジェネレータ５と、Ｍ／Ｇインバータ２５と、走行モータ４と、走行インバータ２４と、蓄電素子（たとえば、キャパシタ）７と、コンバータ２７とを含んで構成される。走行駆動装置１００Ｄは、プロペラシャフト４０Ｆ，４０Ｒと、デファレンシャル装置４１Ｆ，４１Ｒと、アクスル４２Ｆ，４２Ｒと、前輪１１３および後輪１２３とを含んで構成され、走行モータ４によって駆動される。前輪側プロペラシャフト４０Ｆと後輪側プロペラシャフト４０Ｒとは、連結部４５で連結されている。
【００２１】
一対の前輪１１３は、それぞれ、前輪側アクスル４２Ｆに連結されている。前輪側アクスル４２Ｆは、デファレンシャル装置４１Ｆを介して前輪側プロペラシャフト４０Ｆに連結されている。一対の後輪１２３は、それぞれ、後輪側アクスル４２Ｒに連結されている。後輪側アクスル４２Ｒは、デファレンシャル装置４１Ｒを介して後輪側プロペラシャフト４０Ｒに連結されている。後輪側プロペラシャフト４０Ｒの軸上には、走行モータ４が取り付けられている。
【００２２】
モータ／ジェネレータ５は、エンジン１の出力軸に連結され、エンジン１により駆動されて発電機として機能し、３相交流電力を発生する。この３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５により直流電力に変換されて走行インバータ２４に供給される。なお、充電率が所定値まで低下している場合には、Ｍ／Ｇインバータ２５により変換された直流電力がコンバータ２７を介して蓄電素子７にも供給され、蓄電素子７を充電する。
【００２３】
Ｍ／Ｇインバータ２５および走行インバータ２４は、直流電力を交流電力に、または、交流電力を直流電力に変換する。Ｍ／Ｇインバータ２５および走行インバータ２４は、コンバータ２７を介して蓄電素子７に接続されている。コンバータ２７は、蓄電素子７の充放電電圧を昇圧または降圧する。
【００２４】
蓄電素子７は、ある程度の電気的仕事（たとえば数１０ｋＷ、数秒程度の仕事）で発生する電力を蓄電し、所望の時期に蓄電された電荷を放電することが可能な電気二重層キャパシタである。蓄電素子７は、走行インバータ２４やＭ／Ｇインバータ２５で変換された直流電力により充電される。
【００２５】
Ｍ／Ｇインバータ２５で変換された直流電力、および／または、蓄電素子７から出力された直流電力は、走行インバータ２４により３相交流電力に変換される。走行モータ４は、走行インバータ２４で変換された３相交流電力により駆動されて回転トルクを発生する。走行モータ４で発生した回転トルクは、走行駆動装置１００Ｄを介して車輪に伝達される。
【００２６】
一方、回生制動の運転時には、車輪から伝達される回転トルクにより走行モータ４が回転して、３相交流電力が発生する。走行モータ４で発生した３相交流電力は、走行インバータ２４により直流電力に変換され、コンバータ２７を介して蓄電素子７に供給され、蓄電素子７は走行インバータ２４で変換された直流電力により充電される。
【００２７】
メインコントローラ２０およびエンジンコントローラ２１は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されている。メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００の走行系および油圧作業系を含むシステム全体の制御を行っており、システム全体が最高のパフォーマンスを発揮するように各部を制御する。
【００２８】
メインコントローラ２０には、前後進切換スイッチ５１、アクセルペダルセンサ５２、車速センサ５３、アーム角度センサ５４、ポンプ圧センサ５５、パイロット圧センサ５６、エンジン回転数センサ５０、ならびに、走行モータ回転数センサ５９からの信号がそれぞれ入力される。
【００２９】
前後進切換スイッチ５１は、走行駆動装置１００Ｄの前進／後進を指令する信号をメインコントローラ２０に出力する。アクセルペダルセンサ５２は、アクセルペダル（不図示）のペダル操作量を検出してアクセル信号をメインコントローラ２０に出力する。車速センサ５３はホイールローダ１００の車速を検出して、車速信号をメインコントローラ２０に出力する。アーム角度センサ５４は、アーム１１１の角度を検出して、角度信号をメインコントローラ２０に出力する。
【００３０】
ポンプ圧センサ５５は、油圧ポンプ１０の吐出圧を検出してポンプ圧信号をメインコントローラ２０に出力する。パイロット圧センサ５６は、アームレバー５７のレバー操作量を表すパイロット圧を検出して、レバー信号をメインコントローラ２０に出力する（以下、パイロット圧センサ５６からレバー信号を出力することを、単にアームレバー５７から指令を出力するともいう）。エンジン回転数センサ５０はエンジン１の実回転数を検出して、実回転数信号をメインコントローラ２０に出力する。走行モータ回転数センサ５９は走行モータ４の回転数を検出して、モータ回転数信号をメインコントローラ２０に出力する。
【００３１】
メインコントローラ２０は、コントロールレバーのレバー操作量、および／または、アクセルペダル（不図示）のペダル操作量に基づいて、作業形態に適したエンジン１の目標回転数を設定し、エンジンコントローラ２１に目標回転数指令を出力する。
【００３２】
メインコントローラ２０は、たとえば、アクセルペダル（不図示）のペダル操作量に応じた要求トルクを走行モータ４が出力するように、エンジン１、インバータ２４，２５を制御する。メインコントローラ２０は、走行モータ４に必要な電力をモータ／ジェネレータ５で発生させるためにエンジン１の目標回転数を設定し、エンジンコントローラ２１に目標回転数指令を出力する。
【００３３】
メインコントローラ２０は、走行時に走行モータ４に要求されるトルクであるモータ要求トルクを演算する。図４は、モータ要求トルクマップ（モータ特性）を示す図である。モータ要求トルクマップは、走行モータ４のトルクカーブを表すマップである。モータ要求トルクマップは、モータ要求トルクＴｒが、アクセル信号に比例しつつ走行モータ４の回転数に反比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。
【００３４】
つまり、メインコントローラ２０には、アクセルペダルセンサ５２から入力されるアクセル信号の増減に応じて走行モータ４の出力が増減するようアクセル信号と走行モータ４の出力との関係が設定されており、アクセル信号に応じたトルクカーブを決定し、そのトルクカーブにそのときの走行モータ４の回転数を参照し、モータ要求トルクＴｒを決定する。
【００３５】
たとえば、アクセルペダルがフル操作されると、メインコントローラ２０は、走行モータ４の最大出力を図４に示した１００％の特性とし、この１００％の最大出力特性と、そのときの走行モータ４の回転数とからその回転数に対応したモータ要求トルクＴｒを求め、このトルクＴｒに基づいて周知の方法によりモータ駆動信号を生成して走行インバータ２４に出力する。
【００３６】
メインコントローラ２０は、モータ／ジェネレータ５で発生させる発電量を演算する。図５（ａ）は、発電量マップを示す図である。発電量マップは、発電量Ｐｅがモータ要求トルクＴｒ＝Ｔｒ＿ｍｉｎ〜Ｔｒ＿ｍａｘの範囲において比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。メインコントローラ２０は、この発電量マップを参照して、演算したモータ要求トルクＴｒに基づいて発電量Ｐｅを演算する。モータ／ジェネレータ５で発電量Ｐｅを得るため、後述のエンジン目標回転数に基づいてエンジン駆動制御信号をエンジンコントローラ２１に出力するとともに、モータ／ジェネレータ５で発電した３相交流電力を直流電力に変換するための駆動信号をＭ／Ｇインバータ２５に出力する。なお、発電量Ｐｅとモータ要求トルクＴｒとの関係は直線比例でなく、二次曲線的な比例関係であってもよいし、段階的に増大する関係であってもよい。
【００３７】
メインコントローラ２０は、演算された発電量Ｐｅからエンジン１の目標回転数を演算する。図５（ｂ）は、走行駆動装置用のエンジン制御マップを示す図である。走行駆動装置用のエンジン制御マップは、エンジン目標回転数Ｎｔが発電量Ｐｅ＝Ｐｅ＿ｍｉｎ〜Ｐｅ＿ｍａｘの範囲において比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。メインコントローラ２０は、この走行駆動装置用のエンジン制御マップを参照して、演算した発電量Ｐｅに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、エンジンコントローラ２１に目標回転数Ｎｔの信号を出力する。なお、エンジン１の目標回転数Ｎｔと発電量Ｐｅとの関係は直線比例でなく、二次曲線的な比例関係であってもよいし、段階的に増大する関係であってもよい。
【００３８】
上述したように、本実施形態では、アームレバー５７に応じてエンジン回転数を増減させることができる。メインコントローラ２０は、作業装置１００Ｈを単独で駆動させるとき、レバー操作量Ｌに応じてエンジン１の目標回転数を演算する。図６は、作業装置用のエンジン制御マップを示す図である。作業装置用のエンジン制御マップは、エンジン目標回転数Ｎｔがパイロット圧ｐ＝ｐａ〜ｐｂの範囲において比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。パイロット圧ｐ＝ｐａのときには最小回転数Ｎｔ＿ｍｉｎで制御され、パイロット圧ｐ＝ｐｂのときには最大回転数Ｎｔ＿ｍａｘで制御される。メインコントローラ２０は、この作業装置用のエンジン制御マップを参照して、入力されたレバー信号であるパイロット圧ｐに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、エンジンコントローラ２１にエンジン目標回転数Ｎｔの信号を出力する。なお、エンジン目標回転数Ｎｔとパイロット圧ｐとの関係は直線比例でなく、二次曲線的な比例関係であってもよいし、段階的に増大する関係であってもよい。
【００３９】
ホイールローダ１００は、走行しつつアーム１１１を上昇させたり、掘削作業を行うなどの複合作業を行う。このとき、アクセルペダルを踏み込みつつコントロールレバーを操作し、走行駆動装置１００Ｄ・作業装置１００Ｈを同時に作動させる。メインコントローラ２０は、走行駆動装置１００Ｄ・作業装置１００Ｈを駆動させるとき、アクセルペダルのペダル操作量と、コントロールレバーのレバー操作量Ｌとに基づいて、エンジン１の目標回転数Ｎｔを演算する。メインコントローラ２０の記憶装置には、複合作業用のエンジン回転数補正マップが記憶されている。
【００４０】
図７は、複合作業用のエンジン回転数補正マップを示す図である。複合作業用のエンジン回転数補正マップは、補正回転数ΔＮがパイロット圧ｐ＝ｐ１〜ｐｂの範囲において比例するように設定されている。つまり、複合作業用のエンジン回転数補正マップは、パイロット圧ｐ１からエンジン回転数が上昇するように設定されている。メインコントローラ２０は、走行駆動装置１００Ｄ・作業装置１００Ｈの複合動作時には、図５（ｂ）に示す走行駆動装置用のエンジン制御マップを参照して、発電量Ｐｅに基づいて演算されたエンジン目標回転数Ｎｔに、図７に示す複合作業用のエンジン回転数補正マップを参照して、パイロット圧ｐに基づいて演算された補正回転数ΔＮを加算して、エンジン目標回転数Ｎｔｃを演算し（Ｎｔｃ＝Ｎｔ＋ΔＮ）、エンジンコントローラ２１に補正後のエンジン目標回転数Ｎｔｃの信号を出力する。なお、補正回転数ΔＮとパイロット圧ｐとの関係は直線比例でなく、二次曲線的な比例関係であってもよいし、段階的に増大する関係であってもよい。
【００４１】
エンジンコントローラ２１は、エンジン回転数センサ５０で検出されたエンジンの実回転数Ｎａと、メインコントローラ２０からのエンジン目標回転数Ｎｔあるいは補正後のエンジン目標回転数Ｎｔｃとを比較して、エンジンの実回転数Ｎａをエンジン目標回転数Ｎｔあるいは補正後のエンジン目標回転数Ｎｔｃに近づけるために燃料噴射装置（不図示）を制御する。
【００４２】
メインコントローラ２０は、蓄電素子７の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を所定範囲内に納めるように、蓄電素子７の充放電制御を行う。
【００４３】
メインコントローラ２０は、入力されたアーム角度信号と記憶装置に記憶されているアーム角度の閾値に基づいて、アーム１１１の角度が閾値未満であるか否かを判定する。アーム１１１の角度が閾値未満であるか否かを判定することは、アーム１１１の高さが走行面から所定の高さよりも低いか否かを判定することに相当する。アーム角度の閾値は、アームの高さが、たとえば、走行面から３００ｍｍ程度の高さにあるときの回動角度とされる。なお、メインコントローラ２０の記憶装置に記憶されたホイールローダ１００の幾何学情報と、アーム角度センサ５４で検出された角度とからアーム高さを演算し、アーム１１１の高さが所定値未満であるか否かを判定してもよい。
【００４４】
メインコントローラ２０は、作業形態に応じて、予め設定されている複数の傾転制御マップのいずれかを選択し、選択した傾転制御マップを参照して、パイロット圧ｐに基づいて油圧ポンプ１０の目標傾転ｑを演算する。図８は作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップを示す図である。作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップは、レバー信号であるパイロット圧ｐ＝ｐａ〜ｐｂの範囲において傾転ｑが比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。
【００４５】
パイロット圧ｐａは、コントロールレバーの不感帯を考慮して最小レバー操作量Ｌａに対応し、ｐａ以上でコントロールバルブ１１の切換動作が行われる。パイロット圧ｐｂはコントロールレバーの最大レバー操作量Ｌｂに対応した圧力である（図３参照）。
【００４６】
図９（ａ）は、掘削作業用の傾転制御マップを示す図である。掘削作業とは、ホイールローダ１００が土砂に突っ込み、バケット１１２で土砂を掘削するときのすくい込み作業である。掘削作業用の傾転制御マップは、レバー信号であるパイロット圧ｐ＝ｐａ〜ｐ２の範囲において傾転ｑが比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。
【００４７】
図９（ａ）に示すとおり、パイロット圧ｐ２を超えたレバーストロークでは、傾転ｑはｑ＿Ｌで一定である。このように、油圧ポンプ１０の入力トルクを制限するのは、ホイールローダ１００が前進してバケット１１２が土砂に突っ込んでバケット１１２で土砂を掘削するときには牽引力を優先するためである。
【００４８】
図９（ｂ）は、複合動作用の傾転制御マップを示す図である。ここでいう複合動作とは、アーム１１１を上げながら走行するなどの動作であり、上記掘削作業を除く複合動作である。複合動作用の傾転制御マップは、レバー信号であるパイロット圧ｐ＝ｐ２〜ｐｂの範囲において傾転ｑが比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。
【００４９】
パイロット圧の信号（レバー信号）は、目標駆動電流としてポンプコントローラ６０からレギュレータ６に出力され、油圧ポンプ１０の傾転（吐出容積）はレギュレータ６により調節される。以下、ポンプコントローラ６０とレギュレータ６による傾転制御について、図８に示した作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップに基づく傾転制御を一例として詳細に説明する。
【００５０】
図１０はレギュレータ６の詳細を示す図である。レギュレータ６は、ポンプコントローラ６０から出力された目標駆動電流ｉ０により油圧ポンプ１０の傾転角を目標駆動電流ｉ０が示す目標ポンプ傾転角に一致するよう制御するものであり、電磁比例減圧弁６４と、サーボ弁６１と、サーボピストン６２とを有している。電磁比例減圧弁６４はポンプコントローラ６０から目標駆動電流ｉ０を入力し、その目標駆動電流ｉ０に比例した指令圧を出力し、サーボ弁６１はその指令圧により作動してサーボピストン６２の位置を制御し、サーボピストン６２は油圧ポンプ１０の斜板１０ａを駆動し、その傾転角を制御する。
【００５１】
油圧ポンプ１０の吐出圧力は、チェックバルブ６３を介してサーボ弁６１の入力ポートに導かれるとともに、通路６５を介してサーボピストン６２の小径室６２ａに常時作用している。パイロットポンプ６６の吐出圧力が電磁比例減圧弁６４の入力ポートに導かれ、電磁比例減圧弁６４が作動することにより減圧されて指令圧となる。この指令圧は通路６７を通ってサーボ弁６１のパイロットピストン６１ａに作用する。また、油圧ポンプ１０の吐出圧力がパイロットポンプ６６の吐出圧力より低いとき、パイロットポンプ６６の吐出圧力がサーボアシスト圧としてチェックバルブ６９を介してサーボ弁６１の入力ポートに導かれる。
【００５２】
図１１に電磁比例減圧弁６４に与えられる目標駆動電流ｉ０と油圧ポンプ１０の斜板１０ａの傾転角との関係を示す。図１１に示す関係は、図８に示した傾転制御マップに対応する。
【００５３】
目標駆動電流ｉ０がＲ１以下のとき電磁比例減圧弁６４は作動せず、電磁比例減圧弁６４からの指令圧は０である。このためサーボ弁６１のスプール６１ｂはスプリング６１ｃによって図示左方向に押され、油圧ポンプ１０の吐出圧力（あるいはパイロットポンプ６６の吐出圧）がチェックバルブ６３、スリーブ６１ｄ、スプール６１ｂを通ってサーボピストン６２の大径室６２ｂに作用する。サーボピストン６２の小径室６２ａにも、通路６５を通って油圧ポンプ１０の吐出圧力が作用しているが、面積差によってサーボピストン６２は図示右方に移動する。
【００５４】
サーボピストン６２が図示右方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図示反時計方向に回転する。フィードバックレバー７１の先端は、ピン７３でスリーブ６１ｄと連結しているため、スリーブ６１ｄは図示左方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄとスプール６１ｂの開口部の切り欠きが閉じるまで行われ、それが完全に閉じるとサーボピストン６２は停止する。
【００５５】
これらの作動により油圧ポンプ１０の傾転角は最小値ｑｍｉｎになり、油圧ポンプ１０の吐出流量が最少になる。
【００５６】
目標駆動電流ｉ０がＲ１よりも大きくなり電磁比例減圧弁６４が作動すると、電磁比例減圧弁６４の作動量に応じた指令圧が通路６７を通ってサーボ弁６１のパイロットピストン６１ａに作用し、スプール６１ｂをスプリング６１ｃの力とつりあう位置まで図示右方に移動させる。スプール６１ｂが移動するとサーボピストン６２の大径室６２ｂは、スプール６１ｂ内部の通路を経由してタンク９０につながる。サーボピストン６２の小径室６２ａには、通路６５を通じて常時油圧ポンプ１０の吐出圧力（あるいはパイロットポンプ６６の吐出圧）が作用しているためサーボピストン６２は図示左方に移動し、大径室６２ｂの作動油はタンク９０に戻される。
【００５７】
サーボピストン６２が図示左方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図示時計方向に回転し、サーボ弁６１のスリーブ６１ｄは図示右方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄとスプール６１ｂの開口部の切り欠きが閉じるまで行われ、それが完全に閉じるとサーボピストン６２は停止する。
【００５８】
これらの作動により油圧ポンプ１０の傾転角が大きくなり、油圧ポンプ１０の吐出流量が増加する。また、油圧ポンプ１０の吐出流量の増加量は指令圧の上昇量、つまり目標駆動電流ｉ０の増加量に比例する。
【００５９】
目標駆動電流ｉ０が低下し電磁比例減圧弁６４からの指令圧が低下すると、サーボ弁６１のスプール６１ｂはスプリング６１ｃの力とつりあう位置まで図示左方に戻され、油圧ポンプ１０の吐出圧力（あるいはパイロットポンプ６６の吐出圧）がサーボ弁６１のスリーブ６１ｄ、スプール６１ｂを通ってサーボピストン６２の大径室６２ｂに作用し、小径室６２ａとの面積差によってサーボピストン６２は図示右方に移動する。
【００６０】
サーボピストン６２が図示右方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図示反時計方向に回転し、サーボ弁６１のスリーブ６１ｄは図示左方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄとスプール６１ｂの開口部の切り欠きが閉じるまで行われ、それが完全に閉じるとサーボピストン６２は停止する。
【００６１】
これらの作動により油圧ポンプ１０の傾転角が小さくなり、油圧ポンプ１０の吐出流量が減少する。油圧ポンプ１０の吐出流量の減少量は指令圧の低下量、つまり目標駆動電流ｉ０の低下量に比例する。
【００６２】
図１２は、土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図である。Ｖシェープローディングでは、まず、矢印ａで示すように、ホイールローダ１００を前進させて土砂等をすくい込む。
【００６３】
ホイールローダ１００による土砂等のすくい込み作業、すなわち、上述した掘削作業は、一般に、図１３に示すように土砂等の地山１３０にバケット１１２を貫入し、バケット１１２を操作してからアーム１１１を上げ操作する、あるいはバケット１１２とアーム１１１を同時に操作しながら最後にアーム１１１のみを上げ操作することで行う。
【００６４】
掘削作業が終了すると、図１２の矢印ｂで示すように、ホイールローダ１００を一旦後退させる。この実施形態では、前後進切換スイッチ５１を後進に切り換えたときに掘削終了を判定する。矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてホイールローダ１００を前進させて、ダンプトラックの手前で停止する。
【００６５】
ダンプトラックへ向かって前進走行する際、図１４に示すように、アーム１１１を上昇させる。ダンプトラックの手前で停止したときに、バケット１１２が積込み高さまで上昇していれば、直ちにすくい込んだ土砂等をダンプトラックに積み込むことができるため、ダンプトラックへ向けた前進走行時には適当なアーム１１１の上昇速度が得られることが望ましい。このときの動作が上述した複合動作である。
【００６６】
本実施の形態では、走行駆動装置１００Ｄと作業装置１００Ｈとの負荷配分をオペレータが調整できるため、たとえば、オペレータがアクセルペダルのペダル操作量を半分程度（ハーフアクセル）とし、かつ、アームレバー５７を上昇位置に電磁保持（ディテントロック）させることで、走行系よりも油圧作業系を優先させることができる。これにより、前進走行中に適度な速度でアーム１１１を上昇させて、ダンプトラックの手前に到達したときに、バケット１１２を積込み高さまで上昇させておくことが容易となり、作業効率を向上させることができる。
【００６７】
積込み作業が終了すると、図１２の矢印ｄで示すように、ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。以上が、Ｖシェープローディングによる積み込み方法の基本的な動作である。
【００６８】
図１５〜図２０は、メインコントローラ２０の動作処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、たとえば、図示しないエンジンキースイッチのオンにより開始される。なお、油圧作業については、アームレバー５７のみが操作された場合について説明し、ＳＯＣ制御については図示および説明を省略する。
【００６９】
図１５に示すように、ステップＳ１では、各種センサおよびレバー、スイッチからの信号を読み込む。メインコントローラ２０は、読込んだ検出値からホイールローダ１００の作業形態を判定し、作業形態に合わせて、エンジン１、走行モータ４や油圧ポンプ１０等の各部の駆動を制御する。
【００７０】
メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００が作業装置１００Ｈだけを駆動している状態にあるのか、あるいは、走行駆動装置１００Ｄだけを駆動している状態にあるのか、作業装置１００Ｈおよび走行駆動装置１００Ｄの両方を駆動している複合動作状態にあるのかを判定する。本実施の形態のメインコントローラ２０は、複合動作状態のうち、掘削作業状態は個別に判定する。
【００７１】
ステップＳ２では、掘削作業か否かを判定する、すなわち、アームレバー５７が「上げ」の電磁保持位置に操作されてアームレバー５７からアーム１１１の上昇指令が出力され、かつ、前後進切換スイッチ５１が前進位置に操作されて前後進切換スイッチ５１から走行駆動装置１００Ｄの前進指令が出力され、かつ、アーム角度センサ５４によりアーム１１１の角度θがθ１未満（換言すれば、アーム１１１の高さｈが所定値ｈ１未満）であるか否かを判定する。ステップＳ２で、肯定判定されると、メインコントローラ２０はホイールローダ１００が掘削作業状態であると判定してステップＳ３に進んで掘削作業モードに入り、否定判定されると、ステップＳ４に進む。
【００７２】
ステップＳ４では、アクセルペダルセンサ５２からのアクセル信号に基づき、アクセルペダルが踏み込み操作されたか否かを判定する。ステップＳ４では、アクセルペダルセンサ５２により所定値以上のペダル操作量が検出されると、ペダル踏込有と判定し、アクセルペダルセンサ５２により所定値未満のペダル操作量が検出されると、ペダル踏込無と判定する。
【００７３】
ステップＳ４で肯定判定されると、メインコントローラ２０は走行駆動装置１００Ｄが走行状態であると判定してステップＳ５に進み、パイロット圧センサ５６からのパイロット圧信号に基づき、パイロット圧ｐが所定値ｐ１未満であるか否かを判定する。ステップＳ５が肯定判定されると、メインコントローラ２０は作業装置１００Ｈが非作動状態であると判定してステップＳ６に進んで走行駆動装置のみによる単独動作のモードに入る。ステップＳ５が否定判定されると、メインコントローラ２０は走行駆動装置１００Ｄが走行状態であるとともに作業装置１００Ｈが作動状態であると判定してステップＳ７に進んで走行駆動装置１００Ｄ・作業装置１００Ｈによる複合動作のモードに入る。
【００７４】
ステップＳ４で否定判定されると、メインコントローラ２０は走行駆動装置１００Ｄが非走行状態であると判定してステップＳ８に進み、パイロット圧センサ５６からの検出信号に基づき、パイロット圧ｐが所定値ｐ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ８で肯定判定されると、メインコントローラ２０は作業装置１００Ｈが作業状態であると判定してステップＳ９に進んで作業装置のみによる単独動作のモードに入る。
【００７５】
図１６を参照して、掘削作業モードにおけるメインコントローラ２０の動作処理のフローについて説明する。図１６に示すように、掘削作業モードに入ると、ステップＳ３０１において、掘削作業用の傾転制御マップ（図９（ａ）参照）を読み込む。ステップＳ３０３では、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）、発電量マップ（図５（ａ）参照）、モータ要求トルクマップ（図４参照）を読み込み、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、複合作業用のエンジン回転数補正マップ（図７参照）を読み込み、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、アクセル信号、レバー信号およびモータ回転数信号を読み込み、ステップＳ３１１に進む。
【００７６】
ステップＳ３１１では、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照し、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号に基づいて、モータ要求トルクＴｒを演算し、ステップＳ３１６に進む。ステップＳ３１６では、発電量マップ（図５（ａ）参照）を参照し、モータ要求トルクＴｒに基づいて発電量Ｐｅを演算し、ステップＳ３２１に進む。ステップＳ３２１では、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）を参照し、発電量Ｐｅに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、ステップＳ３２６に進む。
【００７７】
ステップＳ３２６では、複合作業用のエンジン回転数補正マップ（図７参照）を参照し、レバー信号に基づいて演算された補正回転数ΔＮをエンジン１の目標回転数Ｎｔに加え、補正後の目標回転数Ｎｔｃを演算し、エンジン１の目標回転数Ｎｔｃをエンジンコントローラ２１に出力する。エンジンコントローラ２１は、エンジン１の実回転数Ｎａと補正後の目標回転数Ｎｔｃとを比較して、エンジン１の実回転数Ｎａを補正後の目標回転数Ｎｔｃに近づけるために燃料噴射装置を制御する。
【００７８】
ステップＳ３３１では、ステップＳ３１６で演算された発電量Ｐｅを得るための駆動信号をＭ／Ｇインバータ２５に出力する。モータ／ジェネレータ５で発生した３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５で直流電力に変換され、走行インバータ２４には発電量Ｐｅの電力が供給される。
【００７９】
ステップＳ３３６では、ステップＳ３１１で演算されたモータ要求トルクＴｒを得るための駆動信号を走行インバータ２４に出力する。走行インバータ２４は、モータ／ジェネレータ５からの３相交流信号をＭ／Ｇインバータ２５で直流化した直流電力を３相交流電力に変換して走行モータ４に供給する。走行モータ４が回転駆動すると、走行駆動装置１００Ｄが駆動される。
【００８０】
ステップＳ３４１では、掘削作業用の傾転制御マップ（図９（ａ）参照）を参照し、レバー信号に基づいて、レギュレータ６の電磁比例減圧弁６４を制御する信号を出力する。掘削作業時、油圧ポンプ１０の傾転は所定値ｑ＿Ｌよりも増加しないように制限される。ｑ＿Ｌは、たとえば、最大傾転ｑ＿ｍａｘの３０％程度である。
【００８１】
ステップＳ３４６では、上記したステップＳ２と同様の判定処理がなされる。すなわち、アームレバー５７が「上げ」の電磁保持位置に操作され、かつ、前後進切換スイッチ５１が前進位置に操作され、かつ、アーム１１１の高さｈが所定値ｈ１未満であると検出されたか否かを判定する。
【００８２】
ステップＳ３４６で、肯定判定されると、ステップＳ３０６に戻って掘削作業モードを継続し、否定判定されると、掘削作業モードを終了し、リターンする。
【００８３】
このように、掘削作業モードでは、掘削作業用の傾転制御マップ（図９（ａ）参照）に基づいて油圧ポンプ１０の傾転が制御されるとともに、アクセルペダルのペダル操作量に基づいて走行モータ４の駆動が制御される。また、アクセルペダルのペダル操作量およびアームレバー５７のレバー操作量に基づいてエンジン回転数が制御される。アームレバー５７が「上げ」位置に操作され、かつ、アクセルペダルが踏み込まれているため、エンジン回転数が上昇するが、レバー操作量が所定値（パイロット圧ｐ２）以上の領域では油圧ポンプ１０の傾転が制限されるため、最大吐出量が抑えられる。つまり、掘削作業時（図１３参照）では作業負荷よりも走行負荷、すなわち牽引力が優先されている。
【００８４】
従来のトルコン車では、掘削作業時にアーム１１１の上昇速度が大きすぎるとバケット１１２が掘削対象物である土砂に十分食い込まないため、掘削量が小さくなることがあった。一方、掘削作業時にアーム１１１の上昇速度が小さすぎると、バケット１１２が土砂に食い込みすぎて前輪１１３がスリップ（空転）してしまうことがあった。これに対して、本実施の形態では、掘削作業時のポンプ傾転を図９（ａ）に示すように制御してアーム上昇速度を制限し、また、アクセルペダル踏込量に応じた要求トルクを走行モータ４で出力することにより、高い牽引力を発生させることができるため、掘削作業を効率よく行うことができる。
【００８５】
図１７を参照して、走行駆動装置のみによる単独動作のモードにおけるメインコントローラ２０の動作処理のフローについて説明する。図１７に示すように、走行駆動装置のみによる単独動作のモードが判定されると、ステップＳ５０３において、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）、発電量マップ（図５（ａ）参照）、モータ要求トルクマップ（図４参照）を読み込み、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、アクセル信号、レバー信号およびモータ回転数信号を読み込み、ステップＳ５１１に進む。
【００８６】
ステップＳ５１１では、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照し、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号に基づいて、モータ要求トルクＴｒを演算し、ステップＳ５１６に進む。ステップＳ５１６では、発電量マップ（図５（ａ）参照）を参照し、モータ要求トルクＴｒに基づいて発電量Ｐｅを演算し、ステップＳ５２１に進む。ステップＳ５２１では、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）を参照し、発電量Ｐｅに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、エンジン１の目標回転数Ｎｔをエンジンコントローラ２１に出力する。
【００８７】
エンジンコントローラ２１は、エンジン１の実回転数Ｎａと目標回転数Ｎｔとを比較して、エンジン１の実回転数Ｎａを目標回転数Ｎｔに近づけるために燃料噴射装置を制御する。
【００８８】
ステップＳ５３１では、ステップＳ５１６で演算された発電量Ｐｅを得るための駆動信号をＭ／Ｇインバータ２５に出力する。モータ／ジェネレータ５で発生した３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５で直流電力に変換され、走行インバータ２４には発電量Ｐｅの電力が供給される。
【００８９】
ステップＳ５３６では、ステップＳ５１１で演算されたモータ要求トルクＴｒを得るための駆動信号を走行インバータ２４に出力する。走行インバータ２４は、モータ／ジェネレータ５からの３相交流信号をＭ／Ｇインバータ２５で直流化した直流電力を３相交流電力に変換して走行モータ４に供給する。走行モータ４が回転駆動すると、走行駆動装置１００Ｄが駆動される。
【００９０】
ステップＳ５４１では、パイロット圧ｐが所定値ｐ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ５４１で肯定判定されると、作業装置１００Ｈが作業状態であると判定してステップＳ５５０に進んで複合動作へ移行するモードに入る。ステップＳ５４１で否定判定されると、ステップＳ５４６に進む。
【００９１】
ステップＳ５４６では、アクセルペダルセンサ５２からのアクセル信号に基づき、アクセルペダルが所定値以上踏み込み操作されたか否かを判定する。ステップＳ５４６でアクセルペダルセンサ５２により所定値以上のペダル操作量が検出され、肯定判定されると、ステップＳ５０６に戻って走行駆動装置のみによる単独動作のモードを継続する。アクセルペダルセンサ５２により所定値未満のペダル操作量が検出され、ステップＳ５４６が否定判定されると、走行駆動装置のみによる単独動作のモードを終了し、ステップＳ１にリターンする。
【００９２】
なお、図示しないが、走行中、蓄電素子７の充電率の低下に応じて、エンジン回転数を増加させ、余剰電力により蓄電素子７が充電される。
【００９３】
このように、作業装置１００Ｈの非作動状態、かつ、走行駆動装置１００Ｄが走行状態のときに設定される走行駆動装置のみによる単独動作のモードでは、アクセルペダルセンサ５２で検出されたペダル操作量に基づいて、走行モータ４およびエンジン１の回転数が制御される。たとえば、図１２の矢印ａで示した地山１３０へのアプローチの際、作業装置１００Ｈが作動していないため、エンジン回転数は、走行モータ４を回転させるために必要な発電量Ｐｅに基づき制御される。
【００９４】
図１８を参照して、複合動作へ移行するモードにおけるメインコントローラ２０の動作処理のフローについて説明する。
従来のトルコン車では、走行中に作業負荷が作用したときに、エンジンが停止しないように、予め高い回転数でエンジンが制御されていた。これに対して、本実施の形態に係るホイールローダ１００は、複合動作へ移行するモードによりエンジン１の停止が防止されるため、走行駆動装置のみによる単独動作のモードでは、エンジン回転数に余裕を多くとる必要がない。つまり、本実施の形態によれば、効率的なエンジン１の回転数制御が可能となり、燃費や排出ガス、騒音の低減を図ることができる。
【００９５】
図１８に示すように、複合動作へ移行するモードが判定されると、ステップＳ５５１で複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）を読み込み、ステップＳ５５３に進む。
【００９６】
ステップＳ５５３では、複合作業用のエンジン回転数補正マップ（図７参照）を読み込み、ステップＳ５５５に進む。ステップＳ５５５では、アクセル信号、レバー信号およびモータ回転数信号を読み込み、ステップＳ５５７に進む。ステップＳ５５７では、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照し、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号に基づいて、モータ要求トルクＴｒを演算し、ステップＳ５５９に進む。
【００９７】
ステップＳ５５９では、走行モータアシスト指令をコンバータ２７および走行インバータ２４に出力し、コンバータ２７により蓄電素子７の直流電力を昇圧してＭ／Ｇインバータ２５からの直流電力に加算する。加算された直流電力は走行インバータ２４によって３相交流電力に変換されて走行モータ４に供給され、これにより、走行モータ４が回転駆動する。走行モータ４が回転駆動すると、走行駆動装置１００Ｄが駆動される。
【００９８】
ステップＳ５６１では、発電量抑制フラグがオンされ、ステップＳ５６６に進む。ステップＳ５６６では、発電量マップ（図５（ａ）参照）を参照し、モータ要求トルクＴｒに基づいて発電量Ｐｅを演算し、ステップＳ５７１に進む。ステップＳ５７１では、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）を参照し、発電量Ｐｅに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、ステップＳ５７３に進む。
【００９９】
ステップＳ５７３では、ステップＳ５６６で演算された発電量Ｐｅから蓄電素子７によるアシスト発電量ΔＰｅを減じたものを補正後の発電量Ｐｅｃ＝Ｐｅ−ΔＰｅとして設定し、ステップＳ５７６に進む。なお、メインコントローラ２０は、ポンプ傾転角とポンプ吐出圧に基づいて必要なエンジン出力を演算し、この出力と同等の発電量をアシスト発電量ΔＰｅとする。
【０１００】
ステップＳ５７６では、複合作業用のエンジン回転数補正マップ（図７参照）を参照し、レバー信号に基づいて演算された補正回転数ΔＮをエンジン１の目標回転数Ｎｔに加え、補正後の目標回転数Ｎｔｃを演算し、エンジン１の目標回転数Ｎｔｃをエンジンコントローラ２１に出力する。エンジンコントローラ２１は、エンジン１の実回転数Ｎａと補正後の目標回転数Ｎｔｃとを比較して、エンジン１の実回転数Ｎａを補正後の目標回転数Ｎｔｃに近づけるために燃料噴射装置を制御する。
【０１０１】
ステップＳ５８１では、ステップＳ５６６で演算された発電量Ｐｅｃ＝Ｐｅ−ΔＰｅを得るための駆動信号をＭ／Ｇインバータ２５に出力する。すなわち、モータ／ジェネレータ５で発生する交流電力の出力がΔＰｅだけ抑制される。モータ／ジェネレータ５で発生した３相交流電力（Ｐｅｃ＝Ｐｅ−ΔＰｅ）は、Ｍ／Ｇインバータ２５で直流電力に変換され、この直流電力（Ｐｅｃ）に蓄電素子７からの直流電力（ΔＰｅ）が合算された直流電力（Ｐｅ）が走行インバータ２４に供給される。
【０１０２】
ステップＳ５８６では、ステップＳ５５７で演算されたモータ要求トルクＴｒを得るための駆動信号を走行インバータ２４に出力する。走行インバータ２４は、直流電力（Ｐｅ）を３相交流電力に変換して走行モータ４を供給する。走行モータ４が回転駆動すると、走行駆動装置１００Ｄが駆動される。
【０１０３】
ステップＳ５９１では、複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）を参照し、レバー信号に基づいて、レギュレータ６の電磁比例減圧弁６４を制御する信号を出力する。複合動作へ移行する時、油圧ポンプ１０の傾転はパイロット圧ｐがｐ２以上で増加する。すなわち、走行駆動装置のみによる単独動作のモードから複合動作のモードへ移行するときは、上記した掘削作業時および後述する作業装置のみによる単独動作時に比べて、レバー操作量に対する傾転の増加タイミングが遅い。
【０１０４】
ステップＳ５９６では、エンジンの実回転数Ｎａが目標回転数Ｎｔに近づいたか否かを判定する。なお、エンジン１の実回転数Ｎａと補正後の目標回転数Ｎｔｃとの差が所定値未満である場合に、実回転数Ｎａ≒目標回転数Ｎｔｃとする。ステップＳ５９６で肯定判定されると複合動作へ移行するモードを終了し、リターンする。複合動作へ移行するモードの終了時には、発電量抑制フラグをリセットする。ステップＳ５９６で否定判定されると、ステップＳ５５５に戻って、複合動作へ移行するモードを継続する。
【０１０５】
このように、複合動作へ移行するモードでは、複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）に基づいて油圧ポンプ１０の傾転が制御されるとともに、アクセルペダルのペダル操作量に基づいて走行モータ４の駆動が制御され、アクセルペダルのペダル操作量およびアームレバー５７のレバー操作量に基づいてエンジン回転数が制御される。
【０１０６】
走行中にアームレバー５７を操作すると、エンジン回転数は、レバー信号に応じて上昇するように補正されるが、エンジン１の実回転数Ｎａは直ちに補正後の目標回転数Ｎｔｃまで上昇しない。本実施の形態では、過渡的に蓄電素子７の電力により走行モータ４をアシストし、発電量をアシストする分だけ抑制し、発電負荷を抑えることができるため、意図しないエンジン１の停止（以下、エンジンストール、または、エンストともいう）を防止できる。
【０１０７】
たとえば、図２１の概念図に示されるように、Ｍ／Ｇインバータ２５から走行インバータ２４に供給される電力Ｐｇｅ＝５０ｋｗ、コンバータ２７から走行インバータ２４に供給される電力Ｐｃｅ＝０ｋｗである状態（走行駆動装置のみによる単独動作のモード）にあるときに、作業負荷が加わった状態を考える。
【０１０８】
作業装置１００Ｈの作動が検出されると、メインコントローラ２０は、上記した複合動作へ移行するモードとなり、たとえば、図２１の概念図に示されるように、Ｍ／Ｇインバータ２５から走行インバータ２４に供給される電力Ｐｇｅを３０ｋｗに減少させ、コンバータ２７から走行インバータ２４に供給される電力Ｐｃｅを２０ｋｗに増加させる。エンジン１に作用する負荷Ｐｅｍは発電負荷Ｐｇｍと作業負荷Ｐｐｍとの和であるから、アシスト制御により発電負荷Ｐｇｍが減少する分だけ作業負荷Ｐｐｍに余裕を持たせることができる。
【０１０９】
したがって、本実施の形態では、図１４に示すように走行中にアーム１１１を上昇させるためにアームレバー５７を「上げ」位置に操作するなどして、走行中に作業負荷が加わったとしてもエンストすることがない。さらに、本実施の形態では、走行モータ４をアシストするとともにエンジン１の回転数をレバー操作初期段階（パイロット圧ｐ＝ｐ１）でペダル操作量に基づいて決定された目標回転数Ｎｔよりもさらに上昇させた目標回転数Ｎｔｃに補正した。レバー操作初期段階（パイロット圧ｐ＝ｐ１）では、作業負荷が作用していない。つまり、本実施の形態では、作業負荷が作用する前段階でエンジン１の回転数を予め上昇させているため、確実にエンジンストールが防止される。
【０１１０】
図１９を参照して、走行駆動装置・作業装置による複合動作のモードにおけるメインコントローラ２０の動作処理のフローについて説明する。図１９に示すように、走行駆動装置・作業装置による複合動作のモードが判定されると、ステップＳ７０１で複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）を読み込み、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３では、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）、発電量マップ（図５（ａ）参照）、モータ要求トルクマップ（図４参照）を読み込み、ステップＳ７０５に進む。
【０１１１】
ステップＳ７０５では、複合作業用のエンジン回転数補正マップ（図７参照）を読み込み、ステップＳ７０６に進む。ステップＳ７０６では、アクセル信号、レバー信号およびモータ回転数信号を読み込み、ステップＳ７１１に進む。
【０１１２】
ステップＳ７１１では、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照し、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号とに基づいて、モータ要求トルクＴｒを演算し、ステップＳ７１６に進む。ステップＳ７１６では、発電量マップ（図５（ａ）参照）を参照し、モータ要求トルクＴｒに基づいて発電量Ｐｅを演算し、ステップＳ７２１に進む。ステップＳ７２１では、走行駆動装置用のエンジン制御マップ（図５（ｂ）参照）を参照し、発電量Ｐｅに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、ステップＳ７２６に進む。
【０１１３】
ステップＳ７２６では、複合作業用のエンジン回転数補正マップ（図７参照）を参照し、レバー信号に基づいて演算された補正回転数ΔＮをエンジン１の目標回転数Ｎｔに加え、補正後の目標回転数Ｎｔｃを演算し、エンジン１の目標回転数Ｎｔｃをエンジンコントローラ２１に出力する。エンジンコントローラ２１は、エンジン１の実回転数Ｎａと補正後の目標回転数Ｎｔｃとを比較して、エンジン１の実回転数Ｎａを補正後の目標回転数Ｎｔｃに近づけるために燃料噴射装置を制御する。
【０１１４】
ステップＳ７３１では、ステップＳ７１６で演算された発電量Ｐｅを得るための駆動信号をＭ／Ｇインバータ２５に出力する。モータ／ジェネレータ５で発生した３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５で直流電力に変換され、走行インバータ２４には発電量Ｐｅの電力が供給される。
【０１１５】
ステップＳ７３６では、ステップＳ７１１で演算されたモータ要求トルクＴｒを得るための駆動信号を走行インバータ２４に出力する。走行インバータ２４は、モータ／ジェネレータ５からの３相交流信号をＭ／Ｇインバータ２５で直流化した直流電力を３相交流電力に変換して走行モータ４を供給する。走行モータ４が回転駆動すると、走行駆動装置１００Ｄが駆動される。
【０１１６】
ステップＳ７４１では、複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）を参照し、レバー信号に基づいて、レギュレータ６の電磁比例減圧弁６４を制御する信号を出力する。複合動作時、油圧ポンプ１０の傾転はパイロット圧ｐがｐ２以上で増加する。
【０１１７】
ステップＳ７４６では、アクセルペダルの踏み込み操作がされ、かつ、パイロット圧ｐがｐ１以上かを判定する。
【０１１８】
ステップＳ７４６で、肯定判定されると、ステップＳ７０６に戻って走行駆動装置・作業装置による複合動作のモードを継続し、否定判定されると、走行駆動装置・作業装置による複合動作のモードを終了し、ステップＳ１にリターンする。
【０１１９】
このように、走行駆動装置・作業装置による複合動作のモードでは、複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）に基づいて油圧ポンプ１０の傾転が制御されるとともに、アクセルペダルのペダル操作量に基づいて走行モータ４の駆動が制御され、アクセルペダルのペダル操作量およびアームレバー５７のレバー操作量に基づいてエンジン回転数が制御される。これにより、オペレータは、作業装置１００Ｈと走行駆動装置１００Ｄとを、アームレバー５７とアクセルペダルとによって、走行駆動装置１００Ｄと作業装置１００Ｈとの負荷配分を調整して、効率よく走行駆動装置１００Ｄおよび作業装置１００Ｈの複合作業を行うことができる。
【０１２０】
たとえば、図１４に示すように、アーム１１１を上昇させつつ走行する作業形態では、オペレータがアームレバー５７を「上げ」位置に操作して電磁保持させ、アクセルペダルの踏み込みを抑えることで、走行系に対して油圧作業系の駆動を優先させることができる。アーム１１１の上昇速度をオペレータの意思で調整できるため、ダンプトラック手前に到達したときに、バケット１１２を積込み高さまで上昇させることが容易となり、作業効率の向上を図ることができる。
【０１２１】
図２０を参照して、作業装置のみによる単独動作のモードにおけるメインコントローラ２０の動作処理のフローについて説明する。図２０に示すように、作業装置のみによる単独動作のモードが判定されると、ステップＳ９０１で作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップ（図８参照）を読み込み、ステップＳ９０３に進む。
【０１２２】
ステップＳ９０３では、作業装置用のエンジン制御マップ（図６参照）を読み込み、ステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０６では、アクセル信号およびレバー信号を読み込み、ステップＳ９２１に進む。
【０１２３】
ステップＳ９２１では、作業装置用のエンジン制御マップ（図６参照）を参照し、パイロット圧ｐに基づいてエンジン１の目標回転数Ｎｔを演算し、エンジン１の目標回転数Ｎｔをエンジンコントローラ２１に出力する。エンジンコントローラ２１は、エンジン１の実回転数Ｎａと目標回転数Ｎｔとを比較して、エンジン１の実回転数Ｎａを目標回転数Ｎｔに近づけるために燃料噴射装置を制御する。
【０１２４】
ステップＳ９４１では、作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップ（図８参照）を参照し、レバー信号に基づいて、レギュレータ６の電磁比例減圧弁６４を制御する信号を出力する。
【０１２５】
ステップＳ９４６では、アクセルペダルの踏み込み操作無し、かつ、パイロット圧ｐがｐ１以上かを判定する。
【０１２６】
ステップＳ９４６で、肯定判定されると、ステップＳ９０６に戻って作業装置のみによる単独動作のモードを継続し、否定判定されると、作業装置のみによる単独動作のモードを終了し、リターンする。
【０１２７】
このように、作業装置１００Ｈの作動状態、かつ、走行駆動装置１００Ｄが非走行状態のときに設定される作業装置のみによる単独動作のモードでは、作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップ（図８参照）を参照し、アームレバー５７のレバー操作量に基づいて油圧ポンプ１０の傾転が制御されるとともに、作業装置１００Ｈ用のエンジン制御マップ（図６参照）を参照し、アームレバー５７のレバー操作量に基づいてエンジン回転数が制御される。たとえば、図１４に示すように、ダンプトラックへの積込み作業時、エンジン１は、アクセルペダルが非操作のときでも、アームレバー５７に応じたエンジン回転数、すなわちアームレバー５７に応じた上昇速度でアーム１１１を上昇させることができる。
【０１２８】
従来のトルコン車では、積込み作業時、ブレーキペダルとアクセルペダルをフル操作して、エンジン回転数を上昇させた上で、作業装置１００Ｈを作動させていたため、作業形態に適したエンジンの回転数に制御することが困難だった。これに対して、本実施の形態では、コントロールレバーによりエンジン１の回転数を制御することができるため、作業形態に適したエンジン回転数に制御することが容易である。
【０１２９】
なお、上記したように、フローチャートにおいてＳＯＣ制御については省略したが、メインコントローラ２０は、蓄電素子７の充電率が所定の下限値を下回らないように、かつ、所定の上限値を上回らないように、車両の運転状況、すなわち車速情報やアクセルペダルのペダル操作量、充電率等に応じて、エンジン１、Ｍ／Ｇインバータ２５および走行インバータ２４、コンバータ２７等を制御する。
【０１３０】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）作業装置１００Ｈの作動／非作動状態、および、走行駆動装置１００Ｄの走行／非走行状態に応じて、レバー操作量、および／または、ペダル操作量に基づいてエンジン１の回転数を制御する構成とした。これにより、オペレータは、作業状態に応じて、走行駆動装置１００Ｄと作業装置１００Ｈとの負荷配分を調整して、効率よく走行駆動装置１００Ｄおよび作業装置１００Ｈの複合作業を行うことができる。これにより、作業形態に応じて効率的な運転を行うことのできるハイブリッド式作業車両を提供することができる。
（２）アクセルペダルのペダル操作量に応じて、走行モータ４を回転駆動させ、走行駆動装置１００Ｄを駆動するようにしたホイールローダ１００において、コントロールレバーによりエンジン回転数および傾転を制御しつつ、コントロールバルブ１１を制御して作業装置１００Ｈを動作させる構成とした。これにより、アクセルペダルを操作する必要なく、コントロールレバーのみで作業装置１００Ｈを操作できる。
【０１３１】
従来のトルコン車では、アクセルペダルを操作して、エンジン回転数を上昇させ、コントロールレバーによりコントロールバルブを制御して作業装置１００Ｈを操作していた。これに対して、本実施の形態では、コントロールレバーによりエンジン回転数を制御できるため、エンジン回転数の調整が容易であり、燃費や排出ガス、騒音を低減を図ることができる。
【０１３２】
（３）従来のトルコン車では、走行時に作業負荷が作用したときに、エンジンが停止するのを防止するために、作業負荷が作用していないときにおいて、エンジン回転数を高く設定していた。これに対して、本実施の形態では、走行中に作業負荷が作用したときには蓄電素子７からの電力により走行モータ４をアシストし、アシスト分だけモータ／ジェネレータ５の発電量を抑制して発電負荷を低減することでエンジンが停止するのを防止できる。その結果、エンジン回転数を予め高めに設定する必要がなく、エンジン１の小型化を図ることができるとともに、走行時に燃費や排出ガス、騒音を低減することができる。
【０１３３】
（４）本実施の形態では、作業装置のみによる単独動作のモード以外の動作モードにおいて、パイロット圧ｐがｐａより低いｐ１になったときに、エンジン回転数を上昇させることとした。走行中に作業負荷が作用する前に予めエンジン回転数を上昇させることができるため、エンジン１が停止するのを確実に防止できる。なお、パイロット圧ｐがｐ１未満である場合には、エンジン回転数を余分に上昇させる必要がないため、燃費や排出ガス、騒音を抑制できる。
【０１３４】
（５）掘削作業モードでは、油圧ポンプ１０の傾転の増加を制限し、牽引力を優先させた。油圧ポンプ１０の傾転の増加を制限することで、油圧ポンプ１０の吐出圧は上昇するが、吐出量は抑制される。従来のトルコン車では、掘削作業時にアーム１１１の上昇速度が大きすぎるとバケット１１２が掘削対象物である土砂に十分食い込まないため、掘削量が小さくなることがあった。一方、掘削作業時にアーム１１１の上昇速度が小さすぎると、バケット１１２が土砂に食い込みすぎて前輪１１３がスリップ（空転）してしまうことがあった。これに対して、本実施の形態では、掘削作業時のポンプ傾転を図９（ａ）に示すように制御してアーム上昇速度を制限し、また、アクセルペダル踏込量に応じた要求トルクを走行モータ４で出力することにより、高い牽引力を発生させることができるため、掘削作業を効率よく行うことができる。
【０１３５】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
［変形例］
（１）上記実施の形態では、走行駆動装置のみによる単独動作のモード時にアームレバー５７が操作されたときに、蓄電素子７からの電力により走行モータ４をアシストする制御について説明したが、本発明はこれに限定されない。作業装置のみによる単独動作のモード時にアクセルペダルが操作されたときに、蓄電素子７からの電力により走行モータ４をアシストする制御をしてもよい。
【０１３６】
（２）上記実施の形態では、蓄電素子７からの電力により走行モータ４をアシストするタイミングを、パイロット圧ｐ＝ｐ１を検出したときとしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、パイロット圧ｐ＝ｐａを検出したときに、アシスト制御を実行してもよい。さらに、パイロット圧を検出したときにエンジン回転が上がるのに合わせて吐出量を上げてもよい。
【０１３７】
（３）上記実施の形態では、複合動作へ移行する時、ならびに、複合動作時における傾転制御マップとエンジン補正回転数マップは同じものが用いられるとして説明したが、本発明はこれに限定されない。複合動作へ移行する時、ならびに、複合動作時において、それぞれ異なる傾転制御マップとエンジン補正回転数マップを用いてもよい。
【０１３８】
（４）上記実施の形態では、走行駆動装置１００Ｄの走行状態は、アクセルの踏込有／無で検出し、作業装置１００Ｈの作動状態は、レバー操作有／無で検出することとして説明したが本発明はこれに限定されない。走行駆動装置１００Ｄの走行状態は、車速センサ５３により所定値以上の車速が検出されたときには走行状態を検出し、車速センサ５３により所定値未満の車速が検出されたときには非走行状態を検出することとしてもよい。作業装置１００Ｈの作動状態は、ポンプ圧センサ５５により所定値以上の圧力が検出されたときには作動状態を検出し、ポンプ圧センサ５５により所定値未満の圧力が検出されたときには非作動状態を検出することとしてもよい。
【０１３９】
（５）上記実施の形態では、掘削作業を除く走行駆動装置１００Ｄと作業装置１００Ｈとの複合動作時には、油圧ポンプ１０の傾転をｐａより大きいｐ２から増加させることとした（図９（ｂ）参照）が、本発明はこれに限定されない。複合動作において特に作業負荷が高い場合に限ってポンプ傾転の増加を抑制するように制御してもよい。すなわち、作業負荷が低い場合には、図８の作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップに基づいて、ポンプ傾転を制御するが、ポンプ圧センサ５５で検出されたポンプ吐出圧が所定値以上になったことを判定したときにだけ、図９（ｂ）の複合動作用の傾転制御マップに基づいてポンプ傾転を制御してもよい。
【０１４０】
（６）上記実施の形態では、掘削作業を含む複合作業時では、発電量Ｐｅに基づいて演算されたエンジン目標回転数Ｎｔ（図５（ｂ）参照）に、パイロット圧ｐに基づいて演算された補正回転数ΔＮ（図７参照）を加算して、エンジン目標回転数Ｎｔｃを演算し（Ｎｔｃ＝Ｎｔ＋ΔＮ）、エンジンコントローラ２１に補正後のエンジン目標回転数Ｎｔｃの信号を出力することとしたが、本発明はこれに限定されない。走行駆動装置用のエンジン制御マップおよび作業装置用のエンジン制御マップのそれぞれを参照して算出されたエンジン目標回転数の最大値を選択して、選択された目標回転数の信号をエンジンコントローラ２１に出力するようにしてもよい。
【０１４１】
（７）作業車両としてホイールローダ１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、フォークリフト、テレハンドラー、リフトトラック等、他の作業車両であってもよい。
（８）上記実施の形態では、搭載スペース、コスト、充放電の応答速度等を考慮して、大容量の電気二重層キャパシタを蓄電素子７として使用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。繰り返し充放電が可能なニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される蓄電素子を採用してもよい。
【０１４２】
（９）制御手段の構成は上記した実施の形態に限定されない。エンジンコントローラ２１の機能をメインコントローラ２０に持たせて、エンジンコントローラ２１を省略してもよいし、メインコントローラ２０の機能を細分化し、各機能を個別に設けられたマイクロコンピュータにより実行させてもよい。
【０１４３】
（１０）上記実施の形態では、アームレバー５７によりアームの上昇指令が出力され、かつ、前後進切換スイッチ５１により走行駆動装置１００Ｄの前進指令が出力され、かつ、アーム角度センサ５４により検出されたアーム１１１の角度が所定値未満であるときに、メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００が掘削作業状態であると判定したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、メインコントローラ２０は、車速センサ５３で検出された車速が所定値未満であり、かつ、アクセルペダルセンサ５２で検出されたペダル操作量が所定値以上であるときに、ホイールローダ１００が掘削作業状態であると判定してもよい。
【０１４４】
（１１）上記実施の形態では、走行モータ４を後輪側プロペラシャフト４０Ｒの軸上に設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。走行モータ４を前輪側プロペラシャフト４０Ｆの軸上に設けてもよい。
（１２）本発明において、走行モータ４は１つとする場合に限定されることもない。たとえば、前輪側プロペラシャフト４０Ｆの軸上に前輪側走行モータを設け、後輪側プロペラシャフト４０Ｒの軸上に後輪側走行モータを設けることとしてもよい。
【０１４５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【０１４６】
１  エンジン、４  走行モータ、５  モータ／ジェネレータ、６  レギュレータ、７  蓄電素子、１０  油圧ポンプ、１０ａ  斜板、１１  コントロールバルブ、２０  メインコントローラ、２１  エンジンコントローラ、２４  走行インバータ、２５  Ｍ／Ｇインバータ、２７  コンバータ、５０  エンジン回転数センサ、５１  前後進切換スイッチ、５２  アクセルペダルセンサ、５３  車速センサ、５４  アーム角度センサ、５５  ポンプ圧センサ、５６  パイロット圧センサ、５７  アームレバー、５８  バケットレバー、５９  走行モータ回転数センサ、６０  ポンプコントローラ、１００  ホイールローダ、１０１  センタピン、１１０  前部車体、１１１  アーム、１１２  バケット、１１３  前輪、１１５  バケットシリンダ、１１７  アームシリンダ、１２０  後部車体、１２３  後輪
【図１】
0005959874.tif 000002
【図２】
0005959874.tif 000003
【図３】
0005959874.tif 000004
【図４】
0005959874.tif 000005
【図５】
0005959874.tif 000006
【図６】
0005959874.tif 000007
【図７】
0005959874.tif 000008
【図８】
0005959874.tif 000009
【図９】
0005959874.tif 000010
【図１０】
0005959874.tif 000011
【図１１】
0005959874.tif 000012
【図１２】
0005959874.tif 000013
【図１３】
0005959874.tif 000014
【図１４】
0005959874.tif 000015
【図１５】
0005959874.tif 000016
【図１６】
0005959874.tif 000017
【図１７】
0005959874.tif 000018
【図１８】
0005959874.tif 000019
【図１９】
0005959874.tif 000020
【図２０】
0005959874.tif 000021
【図２１】
0005959874.tif 000022