(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクおよび回転速度としてエンジン供給パワーを出力するエンジンと、
該エンジンにより駆動され作動油を吐出することにより、前記エンジン供給パワーを作動油の吐出圧および吐出流量として油圧パワーに変換する可変容量型の油圧ポンプと、
該油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータと、
前記油圧ポンプと主管路を介して接続され、該油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動されることにより、前記油圧パワーを仕事に変換して消費する油圧アクチュエータと、
前記主管路に設けられ、前記油圧ポンプの吐出圧の最大値を可変に調整する可変リリーフ圧制御弁と、
前記レギュレータへ吐出流量指令となる指令信号を出力して前記油圧ポンプを制御し、前記可変リリーフ圧制御弁へ許容圧力指令値を出力して前記可変リリーフ圧制御弁を制御することにより、前記油圧アクチュエータが消費する油圧消費パワーを調整するコントローラとを備え、
該コントローラは、前記油圧消費パワーの上限を制限する油圧消費パワー制限器を有し、
該油圧消費パワー制限器は、前記油圧ポンプの吐出圧に応じて該油圧ポンプの吐出流量を調整することにより、前記油圧消費パワーを第１の上限パワーに規制する第１の上限パワー規制器と、
前記第１の上限パワー規制器により前記油圧消費パワーを前記第１の上限パワーに制限できなかった場合に、前記油圧ポンプの吐出流量に応じて前記可変リリーフ圧制御弁のリリーフ圧を調整することにより、前記油圧消費パワーを前記第１の上限パワーよりも大きい第２の上限パワーに制限する第２の上限パワー規制器とを備え、
前記第２の上限パワー規制器は、
前記吐出流量指令に対して実際の吐出流量がその吐出流量指令に変化するまでの機械的応答遅れを加味した遅れ吐出流量指令を算出する機械応答遅れ模擬演算器と、
前記機械応答遅れ模擬演算器で算出された前記遅れ吐出流量指令と、前記第１の上限パワーとなる油圧消費許容パワーに加算される猶予パワーを、前記第１の上限パワーに加算した第２の上限パワーとに基づいて、この第２の上限パワーを超えないポンプ吐出圧の最大値を算出し、その最大値を許容圧力指令値として前記可変リリーフ圧制御弁に出力する許容圧力演算器とを備える構成としたことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
前記第２の上限パワーは、前記油圧消費パワーの上昇に伴う前記エンジンの出力軸の回転速度の低下を阻止する値として設定してなる請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
前記第２の上限パワー規制器は、前記第１の上限パワー規制器により調整される前記油圧ポンプの吐出流量に対し、該油圧ポンプの機械応答遅れに相当する遅れを持たせた流量に基づいて、前記可変リリーフ圧制御弁のリリーフ圧を調整する構成としてなる請求項１または２に記載の作業機械。
【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、油圧ショベル等の作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ホイールローダ、油圧ショベル等の作業機械は、トルクおよび回転速度としてエンジン供給パワーを出力軸（エンジン軸、クランク軸）から出力するエンジンと、エンジン供給パワーを作動油の吐出圧と吐出流量として油圧パワーに変換して油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプと、エンジン供給パワーを走行アクチュエータに伝達して該走行アクチュエータを駆動する走行駆動装置とを含んで構成されている。
【０００３】
ここで、油圧アクチュエータに伝達される油圧パワーと走行アクチュエータに伝達される走行パワーとの和が、エンジンに対する負荷、即ち、エンジン負荷パワーとなる。この場合、エンジン負荷パワーがエンジン供給パワーを上回ると、エンジンがラグダウン（過負荷減速）するおそれがある。即ち、エンジン供給パワーよりもエンジン負荷パワーが大きくなると、過負荷によってエンジンの出力軸の回転速度（エンジン回転速度）が低下し、これに伴ってエンジン供給パワーが低下するおそれがある。
【０００４】
このとき、エンジン回転速度の低下によるエンスト（エンジン停止）を防止するためには、エンジン負荷パワーを、低下したエンジン供給パワーに見合うパワーまで下げる必要がある。即ち、走行パワーおよび／または油圧パワーを、そのときのエンジンによって供給が可能なエンジン供給パワーに見合うパワーまで下げる必要がある。これにより、走行アクチュエータおよび／または油圧アクチュエータの仕事が制限され、作業機械の操作性が低下するおそれがある。
【０００５】
ここで、特許文献１には、エンジンを動力源とした走行アクチュエータと、エンジンを動力源とした可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータとを備えた作業機械に関し、走行アクチュエータと油圧アクチュエータとの合計負荷がエンジンの出力よりも大きくなると、油圧ポンプの吐出容量を低下させる速度を速くする技術が記載されている。この技術によれば、吐出容量の低下速度が速くなる分、油圧アクチュエータの負荷を迅速に低減することができ、エンジン回転速度の低下を抑制できると考えられる。
【０００６】
一方、特許文献２には、エンジンを動力源とした可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される圧油により駆動する油圧アクチュエータとを備えた作業機械に関し、油圧アクチュエータである油圧シリンダの動作がストロークエンド近傍に到達するときに、油圧ポンプの吐出圧力を低減する技術が記載されている。この技術によれば、油圧シリンダの動作がストロークエンド近傍に到達することによる該油圧シリンダの負荷の増大を抑制できると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２７７８４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５０７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された技術によれば、油圧アクチュエータの負荷の増大が急激（急峻）な場合に、エンジン回転速度の低下を十分に抑制できないおそれがある。即ち、油圧アクチュエータの負荷の増大が、油圧ポンプの吐出容量を下げるべくその指令を該油圧ポンプ（のレギュレータ）に与えてから実際にその吐出容量が下がるまでの機械的な遅れよりも速いと、吐出容量の低下が追い付かず、その負荷の増大を十分に抑制できない可能性がある。これにより、エンジン回転速度が低下するおそれがある。
【０００９】
一方、特許文献２に記載された技術によれば、油圧アクチュエータの負荷の増大が、油圧シリンダの動作がストロークエンド近傍に到達すること以外に起因する場合には、その負荷の増大を抑制できない可能性がある。これにより、エンジン回転速度が低下するおそれがある。しかも、特許文献２に記載された技術の場合は、油圧シリンダの動作がストロークエンド近傍のときに、油圧ポンプの吐出圧力が制限されるため、油圧シリンダのストロークエンド近傍での作業性、操作性が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、油圧アクチュエータの急激な負荷の増大を抑制することと作業性、操作性を確保することとを両立することができる作業機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明の作業機械は、トルクおよび回転速度としてエンジン供給パワーを出力するエンジンと、該エンジンにより駆動され作動油を吐出することにより、前記エンジン供給パワーを作動油の吐出圧および吐出流量として油圧パワーに変換する可変容量型の油圧ポンプと、該油圧ポンプの吐出流量を制御するレギュレータと、前記油圧ポンプと主管路を介して接続され、該油圧ポンプから吐出される作動油によって駆動されることにより、前記油圧パワーを仕事に変換して消費する油圧アクチュエータと、前記主管路に設けられ、前記油圧ポンプの吐出圧の最大値を可変に調整する可変リリーフ圧制御弁と、前記レギュレータへ吐出流量指令となる指令信号を出力して前記油圧ポンプを制御し、前記可変リリーフ圧制御弁へ許容圧力指令値を出力して前記可変リリーフ圧制御弁を制御することにより、前記油圧アクチュエータが消費する油圧消費パワーを調整するコントローラとを備え、該コントローラは、前記油圧消費パワーの上限を制限する油圧消費パワー制限器を有し、該油圧消費パワー制限器は、前記油圧ポンプの吐出圧に応じて該油圧ポンプの吐出流量を調整することにより、前記油圧消費パワーを第１の上限パワーに規制する第１の上限パワー規制器と、前記第１の上限パワー規制器により前記油圧消費パワーを前記第１の上限パワーに制限できなかった場合に、前記油圧ポンプの吐出流量に応じて前記可変リリーフ圧制御弁のリリーフ圧を調整することにより、前記油圧消費パワーを前記第１の上限パワーよりも大きい第２の上限パワーに制限する第２の上限パワー規制器とを備え、前記第２の上限パワー規制器は、前記吐出流量指令に対して実際の吐出流量がその吐出流量指令に変化するまでの機械的応答遅れを加味した遅れ吐出流量指令を算出する機械応答遅れ模擬演算器と、前記機械応答遅れ模擬演算器で算出された前記遅れ吐出流量指令と、前記第１の上限パワーとなる油圧消費許容パワーに加算される猶予パワーを、前記第１の上限パワーに加算した第２の上限パワーとに基づいて、この第２の上限パワーを超えないポンプ吐出圧の最大値を算出し、その最大値を許容圧力指令値として前記可変リリーフ圧制御弁に出力する許容圧力演算器とを備える構成としている。
【００１２】
請求項２の発明は、前記第２の上限パワーは、前記油圧消費パワーの上昇に伴う前記エンジンの出力軸の回転速度の低下を阻止する値として設定している。
【００１３】
請求項３の発明は、前記第２の上限パワー規制器は、前記第１の上限パワー規制器により調整される前記油圧ポンプの吐出流量に対し、該油圧ポンプの機械応答遅れに相当する遅れを持たせた流量に基づいて、前記可変リリーフ圧制御弁のリリーフ圧を調整する構成としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、第１の上限パワー規制器は、油圧消費パワーを第１の上限パワーに規制する。換言すれば、第１の上限パワー規制器は、油圧消費パワーが第１の上限パワーに達するまでは、油圧ポンプの吐出流量の調整に基づく油圧消費パワーの制限を行わない。このため、油圧消費パワーが第１の上限パワーに達するまでは、油圧アクチュエータに加わる力（反力）に対抗する吐出圧力を常に得ることができ、油圧アクチュエータを動作し続けることができる。これにより、油圧アクチュエータの作業性、操作性を確保することができる。
【００１５】
一方、第２の上限パワー規制器は、油圧消費パワーを第１の上限パワーよりも大きい第２の上限パワーに規制する。即ち、第２の上限パワー規制器は、第１の上限パワー規制器が油圧消費パワーを第１の上限パワーに制限できなかった場合にのみ、可変リリーフ圧制御弁のリリーフ圧の調整による油圧消費パワーの制限を行う。この場合は、可変リリーフ圧制御弁のリリーフに基づいて、油圧ポンプの吐出圧力を調整し、油圧アクチュエータの動作を制限する。これにより、油圧消費パワーを第２の上限パワーに確実に制限することができ、油圧アクチュエータの急激な負荷の増大を抑制することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、第２の上限パワー規制器によって油圧消費パワーが第２の上限パワーに制限されることにより、油圧アクチュエータの急激な負荷の増大に伴うエンジン回転速度の低下を抑制（未然に防止）できる。これにより、エンジン供給パワーの低下を抑制でき、エンジンの出力を常に有効に利用することができる。換言すれば、エンジンを適正な回転速度（例えば、最大回転数、定格回転数）で運転し続けることができ、作業機械の作業性、操作性を向上することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、油圧アクチュエータの急激な負荷の増大による吐出圧力の変化の速さが、第１の上限パワー規制器による油圧ポンプの吐出流量の調整を行うときの機械応答遅れを超える場合だけ、第２の上限パワー規制器による制限、即ち、可変リリーフ圧制御弁のリリーフが行われる。即ち、油圧アクチュエータの急激な負荷の増大による吐出圧力の急上昇に対し、第１の上限パワー規制器による吐出流量の調整に基づく圧力の低下が機械応答遅れに伴って追いつかない場合に、第２の上限パワー規制器による制限（可変リリーフ圧制御弁のリリーフ）が行われる。逆に言えば、吐出圧力の変化（増大）が、第１の上限パワー規制器による吐出流量の調整に基づく圧力の変化（低下）よりも遅い場合には、第２の上限パワー規制器による制限（可変リリーフ圧制御弁のリリーフ）が行われず、油圧アクチュエータの動作は制限されない。これにより、この面からも、作業機械の作業性、操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態によるホイールローダを示す正面図である。
【図２】ホイールローダの電動システムと油圧システムの構成を示すブロック図である。
【図３】コントローラの入力・出力とアクチュエータとの関係を示すブロック図である。
【図４】コントローラのアクチュエータ指令演算器の構成を示すブロック図である。
【図５】図４中の吐出流量指令演算器および許容圧力指令演算器の構成を示すブロック図である。
【図６】第１の上限パワーと第２の上限パワーとの関係の一例を示す特性線図である。
【図７】圧力検出値が許容圧力指令値に達した状態を説明するための図６と同様の特性線図である。
【図８】走行電動機の走行速度、走行トルク、走行消費パワーの時間変化の一例を示す特性線図である。
【図９】油圧ポンプの吐出流量、吐出圧力、油圧消費パワーの時間変化の一例を示す特性線図である。
【図１０】エンジンの回転速度、トルク率、エンジンパワー（エンジン供給可能パワー、エンジン負荷パワー）の時間変化の一例を示す特性線図である。
【図１１】ホイールローダのパワーシステムの説明図である。
【図１２】図１１中のコントローラの供給パワー制御器の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１１中のコントローラの消費パワー制御器の構成を示すブロック図である。
【図１４】比較例によるコントローラの入力・出力とアクチュエータとの関係を示す図３と同様のブロック図である。
【図１５】比較例によるコントローラのアクチュエータ指令演算器の構成を示す図４と同様のブロック図である。
【図１６】図１５中の吐出流量指令演算器および走行トルク指令演算器の構成を示すブロック図である。
【図１７】比較例による走行電動機の走行速度、走行トルク、走行消費パワーの時間変化の一例を示す図８と同様の特性線図である。
【図１８】比較例による油圧ポンプの吐出流量、吐出圧力、油圧消費パワーの時間変化の一例を示す図９と同様の特性線図である。
【図１９】比較例によるエンジンの回転速度、トルク率、エンジンパワー（エンジン供給可能パワー、エンジン負荷パワー）の時間変化の一例を示す図１０と同様の特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係る作業機械として、エンジンと発電機と走行用の電動機とを備えたハイブリッド式のホイールローダを例に挙げ、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２０】
図１ないし図１０は、本発明の実施の形態を示している。図１において、作業機械の代表例としてのホイールローダ１は、左，右の前車輪２が設けられた前部車体３と、左，右の後車輪４が設けられた後部車体５とを有している。前部車体３と後部車体５は、連結機構６を介して左，右方向に屈曲可能に連結されている。
【００２１】
前部車体３と後部車体５との間にはステアリングシリンダ７が設けられ、該ステアリングシリンダ７を伸縮させることにより、前部車体３と後部車体５とが連結機構６を中心として屈曲する。このように、ホイールローダ１は、前部車体３と後部車体５とが連結機構６を中心として左，右方向に屈曲することにより、走行時の舵取りを行うアーティキュレート式の作業機械として構成されている。
【００２２】
前部車体３には、左，右方向に延びる前車軸８（図２参照）が設けられ、前車軸８の両端側には前車輪２が取付けられている。前車軸８の中間部にはデファレンシャル機構８Ａ（図２参照）が設けられ、該デファレンシャル機構８Ａは、プロペラ軸９（図２参照）を介して後述の走行電動機３３に接続されている。
【００２３】
一方、後部車体５には、左，右方向に延びる後車軸１０（図２参照）が設けられ、後車軸１０の両端側には後車輪４が取付けられている。後車軸１０の中間部にはデファレンシャル機構１０Ａ（図２参照）が設けられ、該デファレンシャル機構１０Ａは、プロペラ軸９を介して後述の走行電動機３３に接続されている。
【００２４】
従って、走行電動機３３によってプロペラ軸９が回転すると、プロペラ軸９の回転が、デファレンシャル機構８Ａを介して前車軸８に伝達されると共に、デファレンシャル機構１０Ａを介して後車軸１０に伝達される。これにより、左，右の前車輪２と左，右の後車輪４とが同時に回転駆動され、ホイールローダ１は４輪駆動の状態で走行動作を行う。
【００２５】
作業装置１１は、前部車体３に設けられている。作業装置１１は、前部車体３に俯仰動可能に取付けられた左，右のアーム１２と、該各アーム１２の先端側に回動可能に取付けられたローダバケット１３と、前部車体３に対してアーム１２を俯仰動させるアームシリンダ１４と、アーム１２に対してローダバケット１３を回動させるバケットシリンダ１５とにより大略構成されている。作業装置１１は、アームシリンダ１４によってアーム１２を俯仰動させると共に、バケットシリンダ１５によってローダバケット１３を回動させることにより、ローダバケット１３によって掬った土砂等をダンプトラックの荷台等に排出する土木作業を行う。
【００２６】
キャブ１６は、後部車体５に設けられている。キャブ１６は、ホイールローダ１を運転するオペレータの運転室を画成するものである。キャブ１６内には、オペレータが着席する運転席（図示せず）、オペレータによって操作される操作入力装置１７等が設けられている。図３に示すように、操作入力装置１７は、例えば、ステアリングホイール（図示せず）、作業用の操作レバー１８、アクセルペダル１９の他、シフトレバー、ブレーキペダル等のその他の操作具２０を含んで構成されている。
【００２７】
ここで、ハイブリッド式のホイールローダ１は、前部車体３および後部車体５の走行動作を制御する電動システムと、作業装置１１の動作を制御する油圧システムとを搭載しており、以下、ホイールローダ１のシステム構成について図１に加え、図２および図３も参照しつつ説明する。
【００２８】
エンジン２１は、後部車体５に搭載され、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関により構成されている。エンジン２１は、クランク軸、エンジン軸とも呼ばれる出力軸２１Ａを有し、該出力軸２１Ａは、後述の油圧ポンプ２３および発電機２９に接続されている。即ち、エンジン２１の出力側には、油圧ポンプ２３と発電機２９が取付けられ、これら油圧ポンプ２３と発電機２９は、エンジン２１によって駆動される。
【００２９】
エンジン２１は、トルクおよび回転速度としてエンジン供給パワーを出力軸２１Ａから出力する。エンジン２１の作動は、エンジンコントローラ２２によって制御される。エンジンコントローラ２２は、例えば、後述するハイブリッドコントローラ３９からの指令信号に基づいて、エンジン２１の燃料噴射量を制御することにより、エンジン２１の回転速度を制御する。このために、エンジン２１には、出力軸２１Ａの回転速度を検出する回転センサ２１Ｂが設けられ、該回転センサ２１Ｂは、例えば、エンジンコントローラ２２に接続されている。後述するように、エンジンコントローラ２２と接続されたハイブリッドコントローラ３９は、回転センサ２１Ｂが検出する回転速度（回転速度検出値）に基づいて、エンジン２１から出力されるエンジン供給パワー（エンジン供給推定パワー）を算出する。
【００３０】
油圧ポンプ２３は、エンジン２１の出力軸２１Ａにより駆動される。油圧ポンプ２３は、タンク２４内に貯溜された作動油を加圧し、ステアリングシリンダ７、作業装置１１のアームシリンダ１４、バケットシリンダ１５等に圧油として吐出する。即ち、油圧ポンプ２３は、作動油を圧油として吐出することにより、エンジン供給パワーを作動油の吐出圧および吐出流量として油圧パワーに変換する。
【００３１】
ここで、油圧ポンプ２３は、例えば可変容量型で斜板式の油圧ポンプ等により構成され、そのポンプ容量を調整するためのレギュレータ（容量可変部）２３Ａを有している。油圧ポンプ２３の作動は、例えば、ハイブリッドコントローラ３９によって制御される。即ち、油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａは、ハイブリッドコントローラ３９の指令信号（吐出流量指令）に基づいて可変に制御され、これにより、油圧ポンプ２３の出力（吐出流量）が制御される。
【００３２】
後述するように、ハイブリッドコントローラ３９は、油圧ポンプ２３の吐出流量を、該油圧ポンプ２３の吐出圧、即ち、後述する主管路２５の圧力（後述する圧力センサ２８の圧力）に応じて調整する。これにより、油圧アクチュエータ（アームシリンダ１４、バケットシリンダ１５）で消費される油圧消費パワーを、第１の上限パワーに制限する。
【００３３】
主管路２５は、油圧ポンプ２３の吐出ポートに接続されている。主管路２５は、油圧ポンプ２３およびタンク２４と、アームシリンダ１４およびバケットシリンダ１５（必要に応じてステアリングシリンダ７）との間を接続するもので、その途中には、方向切換弁としてのコントロールバルブ２６が設けられている。コントロールバルブ２６は、例えば、キャブ１６内に配置された作業用の操作レバー１８の操作に応じて、油圧ポンプ２３から吐出した圧油をアームシリンダ１４、バケットシリンダ１５に選択的に給排（供給または排出）するものである。
【００３４】
ここで、実施の形態では、油圧シリンダであるアームシリンダ１４およびバケットシリンダ１５が、油圧アクチュエータ、即ち、主管路２５を介して油圧ポンプ２３と接続された油圧アクチュエータに対応する。油圧アクチュエータ１４、１５は、油圧ポンプ２３から吐出される作動油によって駆動されることにより、油圧パワーを仕事（伸長変位、縮小変位）に変換して消費する。
【００３５】
可変リリーフ圧制御弁としての比例電磁式リリーフ弁２７は、主管路２５のうち油圧ポンプ２３とコントロールバルブ２６との間に設けられている。比例電磁式リリーフ弁２７は、例えば、ハイブリッドコントローラ３９に接続され、該ハイブリッドコントローラ３９からの指令信号（許容圧力指令値）に基づいて、油圧ポンプ２３の吐出圧の最大値を可変に調整する。後述するように、ハイブリッドコントローラ３９は、油圧ポンプ２３の吐出流量（吐出流量指令）に応じて、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ圧を調整する。これにより、油圧アクチュエータ１４、１５で消費される油圧消費パワーを、第２の上限パワーに制限する。
【００３６】
圧力センサ２８は、主管路２５のうち油圧ポンプ２３とコントロールバルブ２６との間に設けられている。圧力センサ２８は、主管路２５の圧力、換言すれば、油圧ポンプ２３の吐出圧を検出するものである。圧力センサ２８は、例えば、ハイブリッドコントローラ３９に接続されている。後述するように、ハイブリッドコントローラ３９は、圧力センサ２８の圧力に基づいて、油圧ポンプ２３の吐出流量（延いては、吐出圧）を調整する。
【００３７】
発電機２９は、エンジン２１によって駆動され、発電を行うものである。発電機２９は、後述する第１のインバータ３０を介して一対の直流母線３１Ａ，３１Ｂに接続されている。発電機２９は、例えば、同期電動機、三相誘導電動機等の電動モータにより構成されている。発電機２９は、エンジン２１によって回転駆動されることにより発電し、発電した電力を直流母線３１Ａ，３１Ｂを介して後述の走行電動機３３および／または蓄電装置３６に供給するものである。また、発電機２９は、蓄電装置３６および／または走行電動機３３からの電力によって駆動されることにより、エンジン２１の駆動を補助（アシスト）する。これにより、エンジン２１の負荷を平滑化する。
【００３８】
第１のインバータ３０は、発電機２９に電気的に接続されている。第１のインバータ３０は、例えばトランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等からなる複数のスイッチング素子を用いて構成され、一対の直流母線３１Ａ，３１Ｂに接続されている。これら一対の直流母線３１Ａ，３１Ｂは、正極側と負極側とで対をなし、例えば数百Ｖ程度の直流電圧が印加されている。
【００３９】
発電機２９の発電時には、第１のインバータ３０は、発電機２９からの発電電力となる交流電力を直流電力に変換して直流母線３１Ａ，３１Ｂに供給する。一方、発電機２９を（補助）電動機として用いるときには、第１のインバータ３０は、直流母線３１Ａ，３１Ｂの直流電力から三相交流電力を生成し、この三相交流電力を発電機２９に供給する。このとき、発電機２９の制御装置となる発電機コントローラ３２は、ハイブリッドコントローラ３９からの指令信号に基づいて、第１のインバータ３０の各スイッチング素子のオン（閉）／オフ（開）を制御（スイッチング制御）することにより、発電機２９の出力を制御する。
【００４０】
走行電動機３３は、発電機２９により発電された電力によって駆動される電動機となるものである。走行電動機３３は、後述する第２のインバータ３４を介して直流母線３１Ａ，３１Ｂに接続されている。走行電動機３３は、例えば、三相誘導電動機、同期電動機等の電動モータにより構成されている。走行電動機３３は、発電機２９および／または蓄電装置３６から電力が供給されることにより駆動され、プロペラ軸９を回転駆動することにより、ホイールローダ１を走行させるものである。一方、走行電動機３３は、ホイールローダ１の制動時等に、プロペラ軸９によって回転駆動されることにより回生電力を発電し、回生電力を直流母線３１Ａ，３１Ｂを介して蓄電装置３６および／または発電機２９に供給する。
【００４１】
走行電動機３３には、該走行電動機３３の出力軸の回転速度、換言すれば、ホイールローダ１の走行速度（プロペラ軸９の回転速度）を検出する速度センサ３３Ａが設けられている。速度センサ３３Ａは、例えば、後述の走行電動機コントローラ３５に接続されている。後述するように、走行電動機コントローラ３５と接続されたハイブリッドコントローラ３９は、速度センサ３３Ａが検出する走行速度（走行速度検出値）に基づいて、走行電動機３３で出力すべき走行トルクに対応する走行トルク指令値を算出する。
【００４２】
第２のインバータ３４は、走行電動機３３に電気的に接続されている。第２のインバータ３４も、第１のインバータ３０と同様に、複数のスイッチング素子を用いて構成され、一対の直流母線３１Ａ，３１Ｂに接続されている。
【００４３】
走行電動機３３の駆動時（力行時）には、第２のインバータ３４は、直流母線３１Ａ，３１Ｂの直流電力から三相交流電力を生成し、この三相交流電力を走行電動機３３に供給する。一方、走行電動機３３の発電時（回生時）には、第２のインバータ３４は、走行電動機３３からの交流電力を直流電力に変換して直流母線３１Ａ，３１Ｂに供給する。このとき、走行電動機３３の制御装置となる走行電動機コントローラ３５は、ハイブリッドコントローラ３９からの指令信号に基づいて、第２のインバータ３４の各スイッチング素子のオン（閉）／オフ（開）を制御（スイッチング制御）することにより、走行電動機３３の出力を制御する。
【００４４】
蓄電装置３６は、発電機２９および走行電動機３３との間で電力の充放電を行うものである。蓄電装置３６は、例えばキャパシタによって構成され、後述のコンバータ３７を介して直流母線３１Ａ，３１Ｂに接続されている。ここで、蓄電装置３６は、発電機２９の発電時には発電機２９から供給される電力を充電し、発電機２９のアシスト駆動時には発電機２９に向けて駆動電力を供給する。また、蓄電装置３６は、走行電動機３３の回生時には走行電動機３３から供給される回生電力を充電し、走行電動機３３の力行時には走行電動機３３に向けて駆動電力を供給する。
【００４５】
このように、蓄電装置３６は、発電機２９によって発電された電力を蓄電することに加え、ホイールローダ１の制動時に走行電動機３３が発生した回生電力を吸収し、直流母線３１Ａ，３１Ｂの電圧を一定に保つ。これにより、蓄電装置３６は、ホイールローダ１の走行時における急発進や急停止によって走行電動機３３が急峻な電力変動を生じたときに、この電力変動を吸収することにより、走行電動機３３に一定の電圧を供給する機能を有している。なお、蓄電装置３６は、リチウムイオン電池等の充電池によって構成してもよい。
【００４６】
コンバータ（チョッパ）３７は、ＩＧＢＴ等からなる複数のスイッチング素子とリアクトルを用いて構成され、各スイッチング素子のオン（閉）／オフ（開）は、蓄電装置コントローラ３８によって制御される。コンバータ３７は、蓄電装置３６の充電時には、直流母線３１Ａ，３１Ｂ間の直流電圧を降圧して蓄電装置３６に供給する。また、コンバータ３７は、蓄電装置３６を用いて発電機２９、走行電動機３３を駆動するときには、蓄電装置３６から出力される直流電圧を昇圧して第１，第２のインバータ３０，３４に供給する。蓄電装置３６の作動は蓄電装置コントローラ３８によって制御され、蓄電装置コントローラ３８は、ハイブリッドコントローラ３９からの指令信号に基づいて、蓄電装置３６の出力（充放電）を制御する。
【００４７】
ハイブリッドコントローラ３９は、例えばマイクロコンピュータによって構成され、エンジンコントローラ２２、発電機コントローラ３２、走行電動機コントローラ３５、蓄電装置コントローラ３８と接続されている。この場合、ハイブリッドコントローラ３９は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）通信等を用いて各コントローラ２２，３２，３５，３８と接続されている。これに加えて、ハイブリッドコントローラ３９は、油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａ、比例電磁式リリーフ弁２７、圧力センサ２８と接続されている。
【００４８】
ハイブリッドコントローラ３９は、各コントローラ２２，３２，３５，３８を統括的に制御すると共に、油圧ポンプ２３（のレギュレータ２３Ａ）、比例電磁式リリーフ弁２７を制御する。即ち、ハイブリッドコントローラ３９は、例えばアクセルペダル１９、ブレーキペダル（その他の操作具２０）に対する操作等に応じて、各コントローラ２２，３２，３５，３８、油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａ、比例電磁式リリーフ弁２７に対する指令信号を出力し、システム全体が最高の性能を発揮するように、エンジン２１、油圧ポンプ２３、発電機２９、走行電動機３３、蓄電装置３６の駆動制御、異常監視、エネルギ管理を行う構成となっている。
【００４９】
この場合、エンジン２１と発電機２９および油圧ポンプ２３は、その構成上、エンジン２１がパワー供給源、発電機２９および油圧ポンプ２３がパワー消費源とみなすことができる。エンジン２１は、発電機２９および油圧ポンプ２３の要求を満たす必要最低限のパワーで動作することで、パワーの無駄を省いた高効率のシステムを実現する。具体的には、本システムを統括的に制御するハイブリッドコントローラ３９が、オペレータのアクセル操作やレバー操作を基に発電機２９および油圧ポンプ２３で必要とするパワーを演算すると共に、それを賄うために必要なエンジン２１のパワーをも演算する。演算された各パワーは、駆動指令として、それぞれ実際にエンジン２１を制御しているエンジンコントローラ２２、発電機２９を制御している発電機コントローラ３２、油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａに送られる。このようにハイブリッドコントローラ３９は、システム全体のパワー収支を管理する構成となっている。
【００５０】
次に、ホイールローダ１のパワーシステムについて、図１１を用いて説明する。
【００５１】
図１１は、ホイールローダ１のパワーシステムを示している。ホイールローダ１のパワーシステムは、主なパワー源となるエンジン２１と、アクチュエータ４１に仕事をさせるためにオペレータが操作する操作入力装置１７と、エンジン２１から供給されたパワーをアクチュエータ４１に伝達し、該アクチュエータ４１を動作させるアクチュエータ制御システム４２と、エンジン２１およびアクチュエータ制御システム４２を制御するコントローラ４３とを備えている。アクチュエータ制御システム４２は、アクチュエータ４１の状態量を検出する検出センサ４４を備えている。
【００５２】
ここで、アクチュエータ４１は、例えば、アームシリンダ１４およびバケットシリンダ１５に対応する油圧アクチュエータと、走行電動機３３に対応する走行アクチュエータとを含んで構成されるものである。コントローラ４３は、例えば、ハイブリッドコントローラ３９に対応するものである。または、コントローラ４３は、例えば、ハイブリッドコントローラ３９に加え、エンジンコントローラ２２と、発電機コントローラ３２と、走行電動機コントローラ３５と、蓄電装置コントローラ３８とを含んで構成されるものである。
【００５３】
検出センサ４４は、例えば、回転センサ２１Ｂ、圧力センサ２８を含んで構成されるものである。操作入力装置１７は、上述したように、例えば、ステアリングホイール、作業用の操作レバー１８、アクセルペダル１９に加え、シフトレバー、ブレーキペダル等のその他の操作具２０を含んで構成されるものである。
【００５４】
ホイールローダ１は、蓄えられたエネルギをアクチュエータ４１に伝達することで、エンジン２１の供給するパワーを軽減し、エンジン２１の燃比を向上させるパワーアシストシステム４５も備えている。パワーアシストシステム４５は、例えば、蓄電装置３６と発電機２９とを含んで構成されている。この場合、パワーアシストシステム４５は、蓄電装置３６に蓄えられた電力によって走行電動機３３を駆動することにより、または、蓄電装置３６に蓄えられた電力によって発電機２９を駆動することにより、エンジン２１の供給するパワーを軽減する。なお、パワーアシストシステム４５だけでは、アクチュエータ４１の最大出力に必要なパワーを供給することができない。
【００５５】
コントローラ４３は、操作入力装置１７からの入力に基づいて、エンジン２１から出力されるエンジン供給パワー４６とパワーアシストシステム４５から出力されるアシスト供給パワー４７とを制御している。これと共に、コントローラ４３は、これら両パワー４６，４７の和となる総供給パワーを超えないように、アクチュエータ４１で消費されるアクチュエータ消費パワー４８を制御している。このために、コントローラ４３は、エンジン供給パワー４６とアシスト供給パワー４７の制御を行う供給パワー制御器４９と、アクチュエータ消費パワー４８の制御を行う消費パワー制御器５４を備えている。
【００５６】
なお、図１１では、ホイールローダ１全体で消費されるパワーのうち、アクチュエータ消費パワー４８以外に消費されるパワーに関しては、図示を省略している。即ち、ホイールローダ１全体で消費されるパワーは、アクチュエータ消費パワー４８の他、例えば、ステアリングシリンダ７を動作させるために消費されるパワー、図示しない冷却ファン、油圧ブレーキ等の補機を動作させるために消費されるパワー等、アクチュエータ４１以外で不可避的に消費されるパワーがある。このため、実際には、コントローラ４３は、総供給パワーから不可避的に消費されるパワーを減算した残りのパワーを超えないように、アクチュエータ消費パワー４８を制御することになる。
【００５７】
次に、コントローラ４３によるエンジン供給パワー４６とアシスト供給パワー４７の制御について、図１２を用いて説明する。
【００５８】
コントローラ４３は、エンジン供給パワー４６とアシスト供給パワー４７の制御を、供給パワー制御器４９で行う。供給パワー制御器４９は、操作要求パワー演算器５０と、配分演算器５１と、エンジン指令演算器５２と、アシスト指令演算器５３とを含んで構成されている。操作要求パワー演算器５０には、操作入力装置１７の操作量が入力される。操作要求パワー演算器５０は、操作入力装置１７の操作量に基づいて、アクチュエータ４１の動作に必要な供給要求パワーを求め、該供給要求パワーを配分演算器５１に出力する。
【００５９】
配分演算器５１は、供給要求パワーに基づいて、エンジン２１とパワーアシストシステム４５とのパワー供給バランスを決定する。この場合、配分演算器５１は、燃費向上を考慮して、供給要求パワーからエンジン要求パワーとアシスト要求パワーとを決定する。配分演算器５１は、エンジン要求パワーをエンジン指令演算器５２に出力し、アシスト要求パワーをアシスト指令演算器５３に出力する。
【００６０】
エンジン指令演算器５２は、エンジン要求パワーをエンジン２１で出力すべく、該エンジン要求パワーに対応した回転速度指令値をエンジン２１（のエンジンコントローラ２２）に出力する。エンジン２１は、回転速度が高い程、より大きいパワーを供給できる特徴を有している。このため、エンジン指令演算器５２は、エンジン要求パワーが大きい程、高い回転速度指令値を与える。そして、エンジン２１は、最大回転数において、エンジン２１で供給が可能な最大パワーが出力される。
【００６１】
一方、アシスト指令演算器５３は、アシスト要求パワーをパワーアシストシステム４５で出力すべく、該アシスト要求パワーに対応した状態量指令値をパワーアシストシステム４５に出力する。例えば、アシスト指令演算器５３は、発電機２９によってアシスト要求パワーに見合うパワーでエンジン２１をアシストすべく、蓄電装置３６の放電指令と発電機２９の力行指令とに対応する状態量指令値をコンバータ３７（蓄電装置コントローラ３８）および第１のインバータ３０（発電機コントローラ３２）に出力する。
【００６２】
次に、コントローラ４３によるアクチュエータ消費パワー４８の制御について、図１３を用いて説明する。
【００６３】
コントローラ４３は、アクチュエータ消費パワー４８の制御を、消費パワー制御器５４で行う。消費パワー制御器５４は、エンジン供給パワー推定演算器５５と、アシスト供給パワー推定演算器５６と、加算器５７と、アクチュエータ指令演算器５８とを含んで構成されている。エンジン供給パワー推定演算器５５は、エンジン２１の回転センサ２１Ｂで検出される回転速度検出値に基づいて、現時点でエンジン２１が直ちに供給できると推定されるエンジン供給推定パワーを求め、該エンジン供給推定パワーを加算器５７に出力する。
【００６４】
アシスト供給パワー推定演算器５６は、パワーアシストシステム４５の状態量検出値（例えば、蓄電装置３６の電圧を検出する電圧センサの電圧値、蓄電装置３６の充放電電流を検出する電流センサの電流値等）に基づいて、現時点でパワーアシストシステム４５が直ちに供給できると推定されるアシスト供給推定パワーを求め、該アシスト供給推定パワーを加算器５７に出力する。
【００６５】
エンジン供給推定パワーとアシスト供給推定パワーは加算器５７で加算され、該加算器５７は、その和となるアクチュエータ消費許容パワーをアクチュエータ指令演算器５８に出力する。アクチュエータ指令演算器５８は、アクチュエータ消費許容パワーと操作入力装置１７からの操作量とアクチュエータ制御システム４２の検出センサ４４からの検出値とに基づいて、アクチュエータ４１を操作するための指令となるアクチュエータ操作量（油圧アクチュエータ操作量、走行アクチュエータ操作量）を求め、該アクチュエータ操作量をアクチュエータ制御システム４２に出力する。
【００６６】
次に、実施の形態の特徴を詳しく説明する前に、図１４〜１９に示す比較例について説明する。この比較例は、主管路２５に比例電磁式リリーフ弁２７（実施の形態の図２ないし図５参照）が設けられていない点、および、コントローラ４３のアクチュエータ指令演算器５８に後述の許容圧力指令演算器８１（実施の形態の図４および図５参照）が設けられていない点で、実施の形態と相違する。なお、比較例と実施の形態は、共通する構成要素に同一符号を付している。
【００６７】
ホイールローダ１のアクチュエータ４１を駆動するためのアクチュエータ制御システム４２は、図１４に示すように、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ５９を駆動するための油圧アクチュエータ制御システム６０と、走行アクチュエータとしての走行電動機３３を駆動するための走行アクチュエータ制御システム６１とを含んで構成されている。ここで、油圧シリンダ５９は、例えば、アームシリンダ１４とバケットシリンダ１５に対応する。
【００６８】
油圧アクチュエータ制御システム６０は、例えば、タンク２４と、油圧ポンプ２３と、油圧シリンダ５９と、コントロールバルブ２６と、主管路２５と、圧力センサ２８とを含んで構成されている。ここで、タンク２４は、作動油を蓄える。油圧ポンプ２３は、エンジン２１の出力軸２１Ａから出力されるエンジン供給パワーを、作動油の吐出圧および吐出流量として油圧パワーに変換する。この場合、油圧ポンプ２３は、可変容量型の油圧ポンプとして構成され、そのポンプ容量を調整するためのレギュレータ（容量可変部）２３Ａを有している。レギュレータ２３Ａは、コントローラ４３からの吐出流量指令に基づいて、油圧ポンプ２３の容量（吐出流量）を調整する。
【００６９】
油圧シリンダ５９は、伸長、縮小に伴って油圧パワーを仕事に変換する。方向切換弁としてのコントロールバルブ２６は、操作レバー１８の操作（操作レバー１８からの方向切換え信号）に応じて、油圧シリンダ５９に対する作動油の供給と排出を切換えることにより、油圧シリンダ５９の伸長、縮小を切換える。主管路２５は、例えば、油圧ポンプ２３とコントロールバルブ２６とを接続する吐出管路２５Ａと、コントロールバルブ２６と油圧シリンダ５９のボトム側油室５９Ａとを接続するボトム側管路２５Ｂと、コントロールバルブ２６と油圧シリンダ５９のロッド側油室５９Ｂとを接続するロッド側管路２５Ｃと、コントロールバルブ２６とタンク２４とを接続するタンク管路２５Ｄとにより構成されている。圧力センサ２８は、吐出管路２５Ａに設けられ、該吐出管路２５Ａ内の作動油の圧力を電気信号（圧力検出値）に変換してコントローラ４３に出力する。
【００７０】
一方、走行アクチュエータ制御システム６１は、走行駆動装置６２と、走行電動機３３と、速度センサ３３Ａとを含んで構成されている。走行駆動装置６２は、エンジン２１の出力軸２１Ａから出力されるエンジン供給パワーを走行電動機３３に伝達するものである。走行駆動装置６２は、例えば、発電機２９と、第１のインバータ３０と、直流母線３１Ａ，３１Ｂと、第２のインバータ３４とを含んで構成されている。走行駆動装置６２は、コントローラ４３からの走行トルク指令値に基づいて、走行電動機３３のトルクを調整する。
【００７１】
次に、油圧アクチュエータ制御システム６０の動作について説明する。
【００７２】
操作レバー１８が操作されていない場合は、コントロールバルブ２６は、吐出管路２５Ａとタンク２４とをタンク管路２５Ｄを介して接続する。これにより、油圧ポンプ２３から吐出された作動油（圧油）は、仕事をせずにタンク２４に戻る。操作レバー１８が油圧シリンダ５９を伸長させる方向に操作されると、油圧シリンダ５９を伸長させる旨の方向切換え信号が操作レバー１８からコントロールバルブ２６に出力される。これにより、コントロールバルブ２６は、吐出管路２５Ａとボトム側管路２５Ｂとを接続し、ロッド側管路２５Ｃとタンク管路２５Ｄとを接続する。この結果、油圧ポンプ２３から吐出された作動油（圧油）は、油圧シリンダ５９のボトム側油室５９Ａに送り込まれ、油圧シリンダ５９を伸長させる仕事をする。
【００７３】
次に、コントローラ４３による吐出流量指令の制御と、走行トルク指令値の制御について、図１５および図１６を用いて説明する。ここで、図１５は、図１３中のコントローラ４３（消費パワー制御器５４）のアクチュエータ指令演算器５８を示しており、図１６は、図１５中のアクチュエータ指令演算器５８の吐出流量指令演算器６４と走行トルク指令演算器６８を示している。
【００７４】
図１５および図１６において、比較例によるアクチュエータ指令演算器５８は、消費パワー分配演算器６３と、吐出流量指令演算器６４と、走行トルク指令演算器６８とにより構成されている。消費パワー分配演算器６３には、加算器５７（図１３参照）からアクチュエータ消費許容パワーが入力される。消費パワー分配演算器６３は、アクチュエータ消費許容パワーから、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ５９）に分配する油圧消費許容パワーと走行アクチュエータ（走行電動機３３）に分配する走行消費許容パワーとを算出する。消費パワー分配演算器６３は、油圧消費許容パワーを吐出流量指令演算器６４に出力し、走行消費許容パワーを走行トルク指令演算器６８に出力する。
【００７５】
吐出流量指令演算器６４には、操作入力装置１７の操作レバー１８からのレバー操作量と、主管路２５（吐出管路２５Ａ）の圧力センサ２８からの圧力検出値と、消費パワー分配演算器６３からの油圧消費許容パワーが入力される。吐出流量指令演算器６４は、レバー操作量と圧力検出値と油圧消費許容パワーとに基づいて、アクチュエータ制御システム４２に出力するアクチュエータ操作量（油圧アクチュエータ操作量）、より具体的には、油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａに出力する吐出流量指令を算出する。
【００７６】
図１６に示すように、吐出流量指令演算器６４は、要求吐出量演算器６５と、許容吐出量演算器６６と、最小値選択器６７とにより構成されている。要求吐出量演算器６５には、操作レバー１８からレバー操作量が入力される。要求吐出量演算器６５は、レバー操作量に応じた要求吐出量を算出し、その要求吐出量を最小値選択器６７に出力する。具体的には、操作レバー１８が操作されていないときは、圧油は仕事をしていないため、要求吐出量演算器６５は、損失低減の観点から最小値となる要求吐出量を出力する。一方、要求吐出量演算器６５は、レバー操作量が大きくなる程、油圧シリンダ５９の伸長・縮小速度を速くするために、要求吐出量として大きい値を出力する。
【００７７】
一方、許容吐出量演算器６６には、圧力センサ２８から圧力検出値と、消費パワー分配演算器６３から油圧消費許容パワーとが入力される。許容吐出量演算器６６は、そのときの圧力検出値に対して、油圧消費許容パワーを超えない吐出流量の最大値を算出し、その最大値を許容吐出量として最小値選択器６７に出力する。最小値選択器６７は、要求吐出量と許容吐出量とを比較し、小さい方を吐出流量指令として油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａに出力する。これにより、吐出流量指令演算器６４は、油圧消費許容パワーを上限パワーとして、油圧ポンプ２３の吐出流量を調整している。
【００７８】
一方、図１５および図１６に示すように、走行トルク指令演算器６８には、操作入力装置１７のアクセルペダル１９からのアクセル操作量と、シフトレバー、ブレーキペダル等のその他の操作具２０からの変速段、ブレーキ操作量等と、走行電動機３３の速度センサ３３Ａからの走行速度検出値と、消費パワー分配演算器６３からの走行消費許容パワーが入力される。走行トルク指令演算器６８は、アクセル操作量、変速段、ブレーキ操作量、走行速度検出値、走行消費許容パワー等に基づいて、アクチュエータ制御システム４２に出力するアクチュエータ操作量（走行アクチュエータ操作量）、より具体的には、走行駆動装置６２に出力する走行トルク指令値を算出する。
【００７９】
図１６に示すように、走行トルク指令演算器６８は、要求トルク演算器６９と、許容トルク演算器７０と、最小値選択器７１とにより構成されている。要求トルク演算器６９には、アクセルペダル１９からアクセル操作量と、その他の操作具２０から変速段、ブレーキ操作量等とが入力される。要求トルク演算器６９は、アクセル操作量、変速段、ブレーキ操作量等に応じた要求トルクを算出し、その要求トルクを最小値選択器７１に出力する。
【００８０】
一方、許容トルク演算器７０には、速度センサ３３Ａから走行速度検出値と、消費パワー分配演算器６３から走行消費許容パワーとが入力される。許容トルク演算器７０は、そのときの走行速度検出値に対して、走行消費許容パワーを超えない走行トルクの最大値を算出し、その最大値を許容トルクとして最小値選択器７１に出力する。最小値選択器７１は、要求トルクと許容トルクとを比較し、小さい方を走行トルク指令値として走行駆動装置６２に出力する。これにより、走行トルク指令演算器６８は、走行消費許容パワーを上限パワーとして、走行電動機３３のトルクを調整している。
【００８１】
次に、ホイールローダ１をフルアクセルで走行しながらローダバケット１３を土砂に食い込ませ、フルパワーで油圧シリンダ５９（アームシリンダ１４および／またはバケットシリンダ１５）を操作したときの、比較例による走行電動機３３と油圧ポンプ２３とエンジン２１の時間変化について、図１７ないし図１９を用いて説明する。図１７は、走行電動機３３の走行速度と走行トルクと走行消費パワーの時間変化の一例を示している。図１８は、油圧ポンプ２３の吐出流量と吐出圧力と油圧消費パワーの時間変化の一例を示している。図１９は、エンジン２１の出力軸２１Ａの回転速度と出力トルク率とエンジン負荷パワーとエンジン供給可能パワーの時間変化の一例を示している。なお、図１９の出力トルク率は、そのときの出力軸２１Ａの回転速度での最大トルクに対する実トルクの割合であり、エンジン負荷パワーは、そのときのエンジン２１に対する負荷パワーであり、エンジン供給可能パワーは、そのときにエンジン２１が供給可能なパワーである。
【００８２】
走行アクチュエータである走行電動機３３の動作について、図１７を参照しつつ説明する。
【００８３】
時刻Ｔ０の時点で、フルアクセルで走行中のホイールローダ１のローダバケット１３が土砂に食い込むと、走行電動機３３の走行速度が低下し始める（矢印ａ１）。コントローラ４３は、アクセル操作量（フルアクセル）に応じた速度を維持すべく、走行トルクを増加させ（矢印ａ２）、これにより、走行電動機３３の消費パワーが増加し始める（矢印ａ３）。時刻Ｔ２の時点で、走行アクチュエータ（走行電動機３３）の消費パワーである走行消費パワーが、コントローラ４３の演算による走行消費許容パワー（ＰＷｓ）に達すると、該走行消費許容パワー（ＰＷｓ）を超えないように、走行トルクを制限する（矢印ａ４）。
【００８４】
油圧アクチュエータの動作に対応する油圧ポンプ２３の動作について、図１８を参照しつつ説明する。
【００８５】
時刻Ｔ０の時点で、ローダバケット１３が土砂に食い込むと同時に操作レバー１８を最大に操作すると、コントローラ４３は、そのレバー操作量（最大操作量）に応じて、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ５９）の速度を最大にすべく、油圧ポンプ２３の吐出流量を最大吐出流量（Ｌｍａｘ）まで増大する（矢印ｂ１）。一方、油圧シリンダ５９に土砂からの反力が加わることにより、油圧ポンプ２３の吐出圧が上昇し（矢印ｂ２）、油圧シリンダ５９の消費パワーは増大する（矢印ｂ３）。
【００８６】
時刻Ｔ１の時点で、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ５９）の消費パワーである油圧消費パワーが、コントローラ４３の演算による油圧消費許容パワー（ＰＷｐ）に達すると、該油圧消費許容パワー（ＰＷｐ）を超えないように、油圧ポンプ２３の吐出流量を制限する（矢印ｂ４）。
【００８７】
時刻Ｔ３の時点で、油圧シリンダ５９に急に大きな反力が加わり、圧力が急上昇すると（矢印ｂ５）、油圧消費許容パワー（ＰＷｐ）を超えないように、吐出流量指令を急に小さくする（矢印ｂ６′）。吐出流量指令の変化が大きい場合、レギュレータ２３Ａの動作を含む油圧ポンプ２３の機械的応答遅れに伴って、実際の吐出流量が追従できず（矢印ｂ６）、吐出流量指令（矢印ｂ６′）よりも実際の吐出流量は多くなる。これにより、油圧消費パワーが油圧消費許容パワー（ＰＷｐ）よりも大きくなる（矢印ｂ７）。なお、機械応答遅れは、コントローラ４３がレギュレータ２３Ａに指令（吐出流量指令）を与えてから、実際にその指令の吐出流量に変化するまでの遅れに対応する。
【００８８】
エンジン２１の動作について、図１９を参照しつつ説明する。
【００８９】
時刻Ｔ０の時点で、最大回転速度（Ｒｍａｘ）でエンジン２１の出力軸２１Ａは回転し（矢印ｃ１）、走行消費パワーと油圧消費パワーとの和で決まるエンジン負荷パワーは増大し（矢印ｃ２）、回転速度を低下させまいと、エンジン２１の出力軸２１Ａの出力トルク率が増大し始める（矢印ｃ３）。時刻Ｔ３の時点で、油圧消費パワーが上限を超えて動作したことで、さらにエンジン２１のトルクが増大し、出力トルク率が１００％に達すると（矢印ｃ４）、これ以上のパワーをエンジン２１は供給することができない。
【００９０】
エンジン供給可能パワーよりもエンジン負荷パワーが大きくなると（矢印ｃ５）、エンジン２１の出力軸２１Ａのイナーシャ（慣性）と回転速度の持つ回転エネルギが消費されるため、エンジン２１に対する回転速度指令値は最大回転のままであるにも拘わらず、出力軸２１Ａの実回転速度が低下し（矢印ｃ６）、これに伴って、エンジン供給可能パワーが低下する（矢印ｃ７）。これにより、エンジン自身の最大パワーを供給することができなくなる。即ち、エンジン２１の出力（性能）を有効利用できない。
【００９１】
時刻Ｔ４の時点で、さらに回転数の低下が継続し、エンジン供給可能パワーが、アクチュエータ（油圧アクチュエータおよび走行アクチュエータ）の最大出力を維持するために必要な最小限のエンジンパワー（ＰＷｌｉｍｉｔ）よりも小さくなる。この場合、コントローラ４３は、走行アクチュエータの消費パワーを小さくする。即ち、図１７に示すように、コントローラ４３は、走行アクチュエータ（走行電動機３３）の消費パワーとなる走行消費パワーを小さくし、エンジン負荷パワーを下げることによりエンスト（エンジン停止）を防止する。これにより、走行トルクが下がる。このように、比較例の場合は、走行アクチュエータ（走行電動機３３）の仕事が制限され、ホイールローダ１の作業性、操作性が低下するおそれがある。
【００９２】
これに対し、実施の形態では、油圧消費パワーの上限を、第１の上限パワーと、該第１の上限パワーよりも大きい第２の上限パワーとの２段階で制限することにより、ホイールローダ１の作業性、操作性を確保できるようにしている。以下、実施の形態の特徴を、図１および図２に加え、図３ないし図１０も参照しつつ説明する。なお、実施の形態では、比較例と共通する構成要素には、同一符号を付している。
【００９３】
実施の形態の油圧アクチュエータ制御システム６０は、タンク２４と、油圧ポンプ２３と、油圧シリンダ５９と、コントロールバルブ２６と、主管路２５と、圧力センサ２８とに加え、比例電磁式リリーフ弁２７を含んで構成されている。そして、実施の形態のコントローラ４３は、油圧ポンプ２３だけでなく、油圧ポンプ２３と比例電磁式リリーフ弁２７とを制御することにより、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ５９（アームシリンダ１４および／またはバケットシリンダ１５）が消費する油圧消費パワーを調整する。
【００９４】
図２および図３に示すように、可変リリーフ圧制御弁としての比例電磁式リリーフ弁２７は、主管路２５のうち油圧ポンプ２３とコントロールバルブ２６との間、即ち、吐出管路２５Ａ（図３参照）に設けられている。比例電磁式リリーフ弁２７は、コントローラ４３（例えば、ハイブリッドコントローラ３９）に接続され、該コントローラ４３からの指令信号（許容圧力指令値）に基づいて、リリーフ圧、即ち、油圧ポンプ２３の吐出圧の最大値を可変に調整する。
【００９５】
比例電磁式リリーフ弁２７は、吐出管路２５Ａの圧力がコントローラ４３からの許容圧力指令値（リリーフ圧）以上になると、吐出管路２５Ａとタンク２４とを接続（通流）する開状態（リリーフ状態）となる。一方、比例電磁式リリーフ弁２７は、吐出管路２５Ａの圧力が許容圧力指令値（リリーフ圧）よりも小さいと、吐出管路２５Ａとタンク２４との接続を遮断する閉状態（非リリーフ状態）となる。これにより、比例電磁式リリーフ弁２７は、コントローラ４３の指令に基づいて、油圧ポンプ２３の吐出圧の上限値を調整（規定）する。
【００９６】
図４は、実施の形態のコントローラ４３のアクチュエータ指令演算器５８を示している。実施の形態のアクチュエータ指令演算器５８は、消費パワー分配演算器６３と、吐出流量指令演算器６４と、走行トルク指令演算器６８とに加え、許容圧力指令演算器８１を含んで構成されている。ここで、吐出流量指令演算器６４は、油圧消費パワーの上限を第１の上限パワー（油圧消費許容パワー）に制限するものである。許容圧力指令演算器８１は、油圧消費パワーの上限を第１の上限パワーよりも大きい第２の上限パワー（加算油圧消費許容パワー）に制限するものである。実施の形態では、これら吐出流量指令演算器６４と許容圧力指令演算器８１とにより、油圧消費パワーを第１の上限パワーと第２の上限パワーとの２段階で制限する油圧消費パワー制限器を構成している。
【００９７】
ここで、第１の上限パワー規制器としての吐出流量指令演算器６４は、上述したように、レバー操作量と圧力検出値と油圧消費許容パワーとに基づいて吐出流量指令を算出し、該吐出流量指令を油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａに出力することにより、該油圧ポンプ２３の吐出流量を調整する。即ち、吐出流量指令演算器６４は、圧力センサ２８により検出される圧力検出値、即ち、主管路２５の圧力（油圧ポンプ２３の吐出圧）に応じて、油圧ポンプ２３の吐出流量を調整することにより、油圧消費パワーの上限を第１の上限パワー（油圧消費許容パワー）に制限する。
【００９８】
一方、第２の上限パワー規制器としての許容圧力指令演算器８１は、油圧ポンプ２３の吐出流量に応じて比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ圧を調整することにより、油圧消費パワーの上限を第１の上限パワーよりも大きい第２の上限パワー（加算油圧消費許容パワー）に制限する。このために、許容圧力指令演算器８１には、消費パワー分配演算器６３からの油圧消費許容パワー（第１の上限パワー）と、吐出流量指令演算器６４からの吐出流量指令が入力される。許容圧力指令演算器８１は、油圧消費許容パワーと吐出流量指令とに基づいて、アクチュエータ制御システム４２に出力するアクチュエータ操作量（油圧アクチュエータ操作量）、より具体的には、比例電磁式リリーフ弁２７に出力する許容圧力指令値を算出する。
【００９９】
図５に示すように、許容圧力指令演算器８１は、機械応答遅れ模擬演算器８２と、加算器８３と、許容圧力演算器８４とにより構成されている。機械応答遅れ模擬演算器８２には、吐出流量指令演算器６４から吐出流量指令が入力される。機械応答遅れ模擬演算器８２は、油圧ポンプ２３のレギュレータ２３Ａに出力される吐出流量指令に対し、実際の吐出流量がその吐出流量指令に変化するまでの機械的応答遅れを加味した吐出流量、即ち、遅れ吐出流量指令を算出し、該遅れ吐出流量指令を許容圧力演算器８４に出力する。
【０１００】
例えば、吐出流量指令演算器６４の吐出流量指令がある時刻で１００Ｌ／minから０Ｌ／minにステップ状に変化した場合、実際の吐出量が１００Ｌ／minから０Ｌ／minにまで変化するには、機械的応答遅れに伴ってある程度の時間を要する。そこで、機械応答遅れ模擬演算器８２は、レギュレータ２３Ａに出力される吐出流量指令に対し、機械的応答遅れを加味した遅れ吐出流量指令を、許容圧力演算器８４に出力する。即ち、機械応答遅れ模擬演算器８２は、吐出流量指令演算器６４により調整される油圧ポンプ２３の吐出流量（吐出流量指令）に対し、該油圧ポンプ２３の機械応答遅れに相当する遅れを持たせた流量（遅れ吐出流量指令）を許容圧力演算器８４に出力する。
【０１０１】
一方、加算器８３では、消費パワー分配演算器６３からの油圧消費許容パワーに対し、予め設定した猶予パワーが加算される。加算器８３は、これら油圧消費許容パワーと猶予パワーとの和となる加算油圧消費許容パワーを、許容圧力演算器８４に出力する。ここで、猶予パワーは、第１の上限パワーとなる油圧消費許容パワーに加算されるパワー（過剰パワー）で、油圧消費許容パワーに猶予パワーを加算した加算油圧消費許容パワーが、第２の上限パワーとなる。
【０１０２】
ここで、猶予パワーは、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフによる油圧ポンプ２３の吐出圧の調整（油圧パワーの制限）を開始するパワーを規定するものである。換言すれば、猶予パワーは、実際の油圧パワーが油圧消費許容パワー（第１の上限パワー）を上回っている状態でも、油圧ポンプ２３の吐出流量の調整のみで実際の油圧パワーの制限を継続する状態を確保するためのパワーとなる。逆に言えば、実際の油圧パワーが油圧消費許容パワー（第１の上限パワー）を上回っても、比例電磁式リリーフ弁２７による油圧ポンプ２３の吐出圧の調整が開始されるまでの時間を確保する（開始を遅らせる）ためのパワーとなる。
【０１０３】
猶予パワーは、加算油圧消費許容パワー（第２の上限パワー）が、油圧消費パワーの上昇に伴うエンジン２１の出力軸２１Ａの回転速度の低下を阻止できるように、エンジン２１の仕様、油圧ポンプ２３の仕様等に基づいて設定されるものである。換言すれば、加算油圧消費許容パワー（第２の上限パワー）は、油圧消費パワーの上昇に伴うエンジン２１の出力軸２１Ａの回転速度の低下を阻止できる値として設定されるものである。この場合、猶予パワーは、例えば、計算、実験、シミュレーション等により、予め固定値として求めることができる。また、必要に応じて、猶予パワーは、そのときのホイールローダ１の運転状況（例えば、エンジン２１の回転速度等）に応じて可変にしてもよい（運転状況に応じて猶予パワーを増減してもよい）。
【０１０４】
許容圧力演算器８４には、機械応答遅れ模擬演算器８２から遅れ吐出流量指令と、加算器８３から加算油圧消費許容パワーとが入力される。許容圧力演算器８４は、そのときの遅れ吐出流量指令に対して、加算油圧消費許容パワーを超えないポンプ吐出圧の最大値を算出し、その最大値を許容圧力指令値として比例電磁式リリーフ弁２７に出力する。このように、実施の形態のコントローラ４３（アクチュエータ指令演算器５８）は、吐出流量指令演算器６４によって、油圧消費許容パワーを第１の上限パワーとして油圧ポンプ２３の吐出流量を調整することに加えて、許容圧力指令演算器８１によって、油圧消費許容パワーに猶予パワーを加えた加算油圧消費許容パワーを第２の上限パワーとして油圧ポンプ２３の吐出圧を調整する。これにより、油圧消費パワーを、第１の上限パワーと第２の上限パワーとの２段階で制限する構成となっている。この場合、許容圧力指令演算器８１では、遅れ吐出流量指令と加算油圧消費許容パワーとに基づいて、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ圧を調整する構成となっている。
【０１０５】
次に、ホイールローダ１をフルアクセルで走行しながらローダバケット１３を土砂に食い込ませ、フルパワーで油圧シリンダ５９（アームシリンダ１４および／またはバケットシリンダ１５）を操作したときの、実施の形態による走行電動機３３と油圧ポンプ２３とエンジン２１の時間変化について、図８ないし図１０を用いて説明する。
【０１０６】
走行アクチュエータである走行電動機３３の動作について、図８を参照しつつ説明する。
【０１０７】
時刻Ｔ０の時点で、フルアクセルで走行中のホイールローダ１のローダバケット１３が土砂に食い込むと、走行電動機３３の走行速度が低下し始める（矢印ａ１）。コントローラ４３は、アクセル操作量（フルアクセル）に応じた速度を維持すべく、走行トルクを増加させ（矢印ａ２）、これにより、走行電動機３３の消費パワーが増加し始める（矢印ａ３）。時刻Ｔ２の時点で、走行アクチュエータ（走行電動機３３）の消費パワーである走行消費パワーが、コントローラ４３の演算による走行消費許容パワー（ＰＷｓ）に達すると、該走行消費許容パワー（ＰＷｓ）を超えないように、走行トルクを制限する（矢印ａ４）。
【０１０８】
油圧アクチュエータの動作に対応する油圧ポンプ２３の動作について、図９を参照しつつ説明する。
【０１０９】
時刻Ｔ０の時点で、ローダバケット１３が土砂に食い込むと同時に操作レバー１８を最大に操作すると、コントローラ４３は、そのレバー操作量（最大操作量）に応じて、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ５９）の速度を最大にすべく、油圧ポンプ２３の吐出流量を最大吐出流量（Ｌｍａｘ）まで増大する（矢印ｂ１）。一方、油圧シリンダ５９に土砂からの反力が加わることにより、油圧ポンプ２３の吐出圧が上昇し（矢印ｂ２）、油圧シリンダ５９の消費パワーは増大する（矢印ｂ３）。
【０１１０】
時刻Ｔ１の時点で、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ５９）の消費パワーである油圧消費パワーが、コントローラ４３の演算による第１の上限パワー（ＰＷｐ１）、即ち、油圧消費許容パワー（ＰＷｐ１）に達すると、該油圧消費許容パワー（ＰＷｐ１）を超えないように、油圧ポンプ２３の吐出流量を制限する（矢印ｂ４）。
【０１１１】
このときの許容圧力指令値について、図９に加え図６も参照しつつ説明する。
【０１１２】
図９の時刻Ｔ１のとき、圧力検出値が「Ｐ１」とすると、図６の第１の上限パワー（ＰＷｐ１）で制限される吐出流量指令は、「Ｌｍａｘ」となる。この場合、吐出流量指令は変化していないため、機械応答遅れはなく、機械応答遅れ模擬演算器８２から出力される遅れ吐出流量指令も、吐出流量指令と同じ「Ｌｍａｘ」となる。このとき、第２の上限パワー（ＰＷｐ２）、即ち、油圧消費許容パワー（ＰＷｐ１）に猶予パワーを加えた加算油圧消費許容パワー（ＰＷｐ２）で制限される許容圧力指令は、遅れ吐出流量指令「Ｌｍａｘ」に対応する「Ｐ１′」となる。即ち、許容圧力指令は、圧力センサ２８の圧力検出値（吐出管路２５Ａの圧力）である「Ｐ１」よりも大きい「Ｐ１′」となり、比例電磁式リリーフ弁２７によるリリーフは行われない。
【０１１３】
図９の時刻Ｔ３に向けて、圧力検出値が「Ｐ３」に上昇すると、図６の第１の上限パワー（ＰＷｐ１）で制限される吐出流量指令は、「Ｌ３」に変化する。この場合、機械応答遅れを加味した遅れ吐出流量指令は「Ｌ３」よりも大きい「Ｌ３′」となる。このとき、圧力検出値の「Ｐ３」と遅れ吐出流量指令の「Ｌ３′」とにより推定される消費パワー「ＰＷ３」は、第２の上限パワー（ＰＷｐ２）よりも小さい。即ち、この場合の許容圧力指令は「Ｐ３′」となり、圧力検出値（吐出管路２５Ａの圧力）である「Ｐ３」よりも大きい値となる。この場合も、比例電磁式リリーフ弁２７によるリリーフは行われない。即ち、比例電磁式リリーフ弁２７は閉状態であり、油圧ポンプ２３の吐出圧を制限しない。このため、油圧シリンダ５９に加わる力（反力）に対抗する吐出圧力を常に得ることができ、油圧シリンダ５９を動作し続けることができる。これにより、オペレータに対して、油圧シリンダ５９の操作が制限されることによる違和感を与えないようにできる。
【０１１４】
次に、図９の時刻Ｔ３の時点で、油圧シリンダ５９に急に大きな反力が加わり、時刻Ｔ４に向けて、圧力検出値が「Ｐ４」に上昇するときの許容圧力指令値について、図７を参照しつつ説明する。
【０１１５】
圧力検出値が「Ｐ４」に上昇すると、図７の第１の上限パワー（ＰＷｐ１）で制限される吐出流量指令は、「Ｌ４」に変化する。この場合、機械応答遅れを加味した遅れ吐出流量指令は、「Ｌ４」よりも大きい「Ｌ４′」となる。このとき、圧力検出値の「Ｐ４」と遅れ吐出流量指令の「Ｌ４′」とにより推定される消費パワー「ＰＷ４」は、第２の上限パワー（ＰＷｐ２）に達しており、許容圧力指令「Ｐ４′」と圧力検出値「Ｐ４」とが同じになっている。この場合は、比例電磁式リリーフ弁２７によるリリーフが行われる。即ち、比例電磁式リリーフ弁２７が開状態となり、主管路２５（吐出管路２５Ａ）の作動油をタンク２４に逃がすことにより、油圧ポンプ２３の吐出圧を制限する。この場合は、油圧シリンダ５９に加わる力（反力）に対抗する吐出圧力を得られなくなり、油圧シリンダ５９の動作が制限され、油圧消費パワーを第２の上限パワーに確実に制限することができる。なお、図９では、例えば、時刻Ｔ３′の時点で、許容圧力指令「Ｐ３″」と圧力検出値「Ｐ３″」とが同じになり、比例電磁式リリーフ弁２７によるリリーフが開始される。
【０１１６】
エンジン２１の動作について、図１０を参照しつつ説明する。
【０１１７】
時刻Ｔ０の時点で、最大回転速度（Ｒｍａｘ）でエンジン２１の出力軸２１Ａは回転し（矢印ｃ１）、走行消費パワーと油圧消費パワーとの和で決まるエンジン負荷パワーは増大し（矢印ｃ２）、回転速度を低下させまいと、エンジン２１の出力軸２１Ａの出力トルク率が増大し始める（矢印ｃ３）。時刻Ｔ３の時点で、油圧消費パワーが第１の上限パワー（ＰＷｐ１）を超えて動作したことで、さらにエンジン２１のトルクが増大するが、エンジン供給可能パワーを超えないように定めた第２の上限パワー（ＰＷｐ２）で油圧消費パワーが確実に制限されるため、エンジン２１の出力軸２１Ａの出力トルク率が１００％に到達せず（矢印ｃ４）、エンジン回転数は低下しない（矢印ｃ５）。これにより、エンジン供給可能パワーが、アクチュエータ（油圧アクチュエータである油圧シリンダ５９および走行アクチュエータである走行電動機３３）の最大出力を維持するために必要な最小限のエンジンパワー（ＰＷｌｉｍｉｔ）よりも小さくなることを抑制できる。この結果、アクチュエータの仕事が制限されず、ホイールローダ１の操作性、作業性を確保することができる。
【０１１８】
かくして、実施の形態によれば、吐出流量指令演算器６４は、油圧消費パワーを第１の上限パワー（ＰＷｐ１）となる油圧消費許容パワーに規制する。逆に言えば、吐出流量指令演算器６４は、油圧消費パワーが第１の上限パワー（ＰＷｐ１）に達するまでは、油圧ポンプ２３の吐出流量の調整に基づく油圧消費パワーの制限を行わない。このため、油圧消費パワーが第１の上限パワー（ＰＷｐ１）に達するまでは、油圧シリンダ５９（アームシリンダ１４および／またはバケットシリンダ１５）に加わる力（反力）に対抗する吐出圧力を常に得ることができ、油圧シリンダ５９を動作し続けることができる。これにより、油圧シリンダ５９の作業性、操作性を確保することができる。
【０１１９】
一方、許容圧力指令演算器８１は、油圧消費パワーを第２の上限パワー（ＰＷｐ２）となる加算油圧消費許容パワーに規制する。この場合、第２の上限パワー（ＰＷｐ２）は、猶予パワーが加算されている分、第１の上限パワー（ＰＷｐ１）よりも大きい。このため、許容圧力指令演算器８１は、吐出流量指令演算器６４が油圧消費パワーを第１の上限パワー（ＰＷｐ１）に制限できなかった場合にのみ、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ圧の調整による油圧消費パワーの制限を行う。この場合は、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフに基づいて、油圧ポンプ２３の吐出圧力を調整し、油圧シリンダ５９の動作を制限する。これにより、油圧消費パワーを第２の上限パワー（ＰＷｐ２）に確実に制限することができ、油圧シリンダ５９の急激な負荷の増大を抑制することができる。
【０１２０】
実施の形態によれば、加算油圧消費許容パワー（第２の上限パワー）は、油圧消費パワーの上昇に伴うエンジン２１の出力軸２１Ａの回転速度の低下を阻止できる値として設定されている。このため、許容圧力指令演算器８１によって油圧消費パワーが加算油圧消費許容パワー（第２の上限パワー）に制限されることにより、油圧シリンダ５９の急激な負荷の増大に伴うエンジン回転速度の低下を抑制（未然に防止）できる。これにより、エンジン供給パワーの低下を抑制でき、エンジン２１の出力を常に有効に利用することができる。換言すれば、エンジン２１を適正な回転速度（例えば、最大回転数、定格回転数）で運転し続けることができ、ホイールローダ１の作業性、操作性を向上することができる。
【０１２１】
実施の形態によれば、許容圧力指令演算器８１は、吐出流量指令演算器６４により調整される油圧ポンプ２３の吐出流量（吐出流量指令）に対し、該油圧ポンプ２３の機械応答遅れに相当する遅れを持たせた流量（遅れ吐出流量指令）に基づいて、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ圧を調整する。このため、油圧シリンダ５９の急激な負荷の増大による吐出圧力の変化の速さが、吐出流量指令演算器６４による油圧ポンプ２３の吐出流量の調整を行うときの機械応答遅れを超える場合だけ、許容圧力指令演算器８１による制限、即ち、比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフが行われる。
【０１２２】
即ち、油圧シリンダ５９の急激な負荷の増大による吐出圧力の急上昇に対し、吐出流量指令演算器６４による油圧ポンプ２３の吐出流量の調整に基づく圧力の低下が機械応答遅れに伴って追いつかない場合に、許容圧力指令演算器８１による制限（比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ）が行われる。逆に言えば、吐出圧力の変化（増大）が、吐出流量指令演算器６４による油圧ポンプ２３の吐出流量の調整に基づく圧力の変化（低下）よりも遅い場合には、許容圧力指令演算器８１による制限（比例電磁式リリーフ弁２７のリリーフ）が行われず、油圧シリンダ５９の動作は制限されない。これにより、この面からも、ホイールローダ１の作業性、操作性を向上することができる。
【０１２３】
なお、上述した実施の形態では、パワーアシストシステム４５を備えた構成を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、パワーアシストシステムを備えていない構成としてもよい。
【０１２４】
上述した実施の形態では、走行アクチュエータを走行電動機３３により構成した場合を例に挙げて説明した。即ち、実施の形態では、エンジン供給パワーを発電機２９により電力に変換し、かつ、走行電動機３３により電力を仕事（走行）に消費するハイブリッド式の構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、走行アクチュエータをエンジンにより構成してもよい。即ち、エンジンの出力（回転）を機械的に（トルクコンバータ、変速機等を介して）車輪に伝達する構成としてもよい。
【０１２５】
上述した実施の形態では、左，右の前車輪２と左，右の後車輪４に動力を伝達するプロペラ軸９を駆動するため、１個の走行電動機３３を備えた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、前車輪を駆動する１個の走行電動機と、後車輪を駆動する他の１個の走行電動機との合計２個の走行電動機を備える構成としてもよい。さらに、左，右の前車輪をそれぞれ独立に駆動する２個の走行電動機と、左，右の後車輪をそれぞれ独立に駆動する他の２個との合計４個の走行電動機を備える構成としてもよい。
【０１２６】
上述した実施の形態では、作業機械としてホイールローダ１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば油圧ショベル、フォークリフト、ダンプトラック等、ホイールローダ以外の他の作業機械にも広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１  ホイールローダ（作業機械）
１４  アームシリンダ（アクチュエータ、油圧アクチュエータ、油圧シリンダ）
１５  バケットシリンダ（アクチュエータ、油圧アクチュエータ、油圧シリンダ）
２１  エンジン
２１Ａ  出力軸
２３  油圧ポンプ
２５  主管路
２７  比例電磁式リリーフ弁（可変リリーフ圧制御弁）
３３  走行電動機（アクチュエータ、走行アクチュエータ、電動機）
３９  ハイブリッドコントローラ（コントローラ）
４１  アクチュエータ
４３  コントローラ
５９  油圧シリンダ
６４  吐出流量指令演算器
８１  許容圧力指令演算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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