JP2003328802A - 作業車輌における駆動制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力部の運転状況や駆動負荷、電力駆動端末
の駆動などがどのような状態であっても、状況に応じて
動力部の出力を最適制御して車輌動作に必要な駆動力、
電力を供給すると共に燃料消費を低減することができる
作業車輌における駆動制御方法及び装置を提供すること
が課題である。 【解決手段】 車体部における走行駆動に必要な所要駆
動トルクを算出すると共に車体部と電力駆動端末におけ
る動作に必要な電力から発電電力を算出し、発電電力と
所要駆動トルクとによってエンジンの回転数を走行駆動
負荷、電力負荷、残燃料、蓄電量に応じて制御し、走行
駆動力を落とすことなく電力駆動端末を駆動できるよう
にしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特車、フォークリ
フト、パワーショベル等のように車体部に電力駆動端末
を持ち、走行しながらこういった電力駆動端末を駆動す
る作業車輌における駆動制御方法及び装置に関するもの
で、特に、エンジンで車体部を駆動すると共に発電機を
駆動して蓄電し、発電機による電力と蓄えた電力のいず
れか、若しくは両者で前記電力駆動端末を駆動するよう
にした作業車輌において、残燃料、蓄電量、走行に要す
る駆動力、電力駆動端末の電力使用状態などに応じ、最
適な制御を行えるようにした作業車輌における駆動制御
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】走行時に大馬力を要する特車、装甲車、
フォークリフト、パワーショベル等の作業車輌において
は、エンジンで車体部を駆動すると共に発電機を駆動し
て蓄電し、蓄えた電力と前記発電機からの電力、もしく
は両者からの電力で、電力駆動端末における砲塔の旋
回、砲のふ仰、弾込め動作、フォークの上下動、ショベ
ルによる土砂のすくい上げや運搬のような動作の駆動を
行っている。すなわちこういった作業車輌は一般的に大
きな重量を有し、車体の駆動は複雑な機構を介すること
なく直接エンジンの駆動力を伝達することが好ましく、
また砲塔やフォーク、ショベルなどの電力駆動端末は複
雑な動きをするものが多いから、それぞれの電力駆動端
末にモータなどの駆動源を設けて電気的に制御できるよ
うにする方がより効率的だからである。また、特車や装
甲車などの戦闘車輌においては、戦況によっては高速な
走行や敏速な攻撃動作を要求され、それが満たされない
ということは劣勢に陥る可能性があり、また、帰投前に
燃料が無くなるということは許されない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうい
った作業車輌における砲塔の旋回、砲のふ仰、弾込め動
作、フォークの上下動、ショベルによる土砂のすくい上
げや運搬のような電力駆動端末の駆動は瞬間的に大電力
を必要とし、また、こういった作業車輌は大きな重量を
有するから、高速な走行や登坂走行、急加速走行などは
大きな駆動負荷を要求される。それにもかかわらず従来
のこういった作業車輌においては、動力装置は操縦手の
操縦操作に基づいた応答のみをおこなうので電力駆動端
末への電力供給は電源装置（バッテリ）の能力に依存し
ており、駆動力と電力の出力配分や電力の消費と供給に
ついて、連携した制御をおこなっていなかった。そのた
め、駆動負荷が大きい（登坂走行、急加速走行）状態で
は、電力駆動端末に充分な電力を供給できずに所望の応
答が得られないという問題や、逆に電力駆動端末の動作
で大電力を消費し、動力部が駆動力を発揮できずに停止
する、また、不必要に動力部を駆動して無駄な燃料を消
費する、バッテリの充放電がアンバランスで寿命を低下
させる、などといった問題を生じることがあった。

【０００４】こういった走行状態に応じてエンジン出力
を増加させることについては、例えば乗用車においてエ
アコンを動作させたときに自動的にエンジン回転数を増
加させるといったことがおこなわれている。また特開２
０００−４５８１５号公報には、エンジンで後輪を駆動
すると共にモータジェネレータを接続して状況に応じて
発電し、前輪に接続したモータを駆動して４輪駆動を可
能にしたハイブリッド車輌において、走行状態に応じて
エンジン使用領域とモータジェネレータ使用領域、さら
に四輪駆動時、モータジェネレータを使用しながら駆動
モータに給電する領域などの領域を記憶する手段、及び
走行状態においてどの領域を使用するかの判断をする手
段を備え、走行状態によって前記領域を適宜切り替える
ようにした制御装置が示されている。

【０００５】しかしながら、エアコンを動作させたとき
にエンジン回転数を増加させる方法は、単にエンジン回
転数が低い場合にエアコンの動作と共にエンジン回転数
を増加させているだけであり、駆動力と電力の出力配分
や電力の消費と供給について連携した制御をおこなって
いるわけではなく、また、燃料の状況や蓄電量に対する
連携もおこなわれていない。また特開２０００−４５８
１５号公報に示された装置は、エンジンとモータを用い
たハイブリッド車において、エンジンとモータジェネレ
ータの使用領域を最適にするためのものであって、車体
部と電力駆動端末の駆動が同時におこなわれるような場
合の駆動力と電力の出力配分や、電力の消費と供給につ
いて、また、燃料の状況や蓄電量に対する考慮などはお
こなわれていない。

【０００６】そのため上述の事情に鑑み本発明は、動力
部の運転状況や駆動負荷、電力駆動端末の駆動などがど
のような状態であっても、状況に応じて動力部の出力を
最適制御して車輌動作に必要な駆動力、電力を供給する
と共に燃料消費を低減することができる作業車輌におけ
る駆動制御方法及び装置を提供することが課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため本発明において
は、請求項１に記載したように、エンジンにより走行駆
動力を得ると共に発電機を駆動して蓄電手段に蓄電し、
該蓄電手段と前記発電機のいずれか、もしくは両者から
の電力で駆動される電力駆動端末を備えた作業車輌にお
ける駆動制御方法において、前記走行駆動力に必要な所
要駆動トルクと前記電力駆動端末の動作に必要な電力を
算出し、該電力と前記所要駆動トルク得るために必要な
エンジンの回転数を算出すると共に残燃料と前記蓄電手
段の蓄電量とにより、前記算出したエンジン回転数の補
正と前記発電機から蓄電手段への充電動作を制御し、走
行駆動力を落とすことなく電力駆動端末を駆動すること
を特徴とする。

【０００８】そして、この請求項１に記載した方法発明
を実施するための装置発明である請求項６は、作業車輌
を駆動するエンジンに接続された発電機と、該発電機か
ら得られた電力を蓄える蓄電手段と、該蓄電手段と前記
発電機のいずれか、もしくは両者からの電力で駆動され
る電力駆動端末とを備えた作業車輌における駆動制御装
置において、前記作業車輌の走行駆動に必要な所要駆動
トルクの算出手段と、前記電力駆動端末を動作させる電
力の算出手段と、残燃料、及び蓄電手段の蓄電量の検出
手段と、前記所要駆動トルクの算出手段と電力算出手段
の計算結果とから必要なエンジン回転数を算出すると共
に残燃料、及び蓄電手段の蓄電量の検出手段出力を元に
前記算出したエンジン回転数の補正と前記発電機による
蓄電手段への充電動作を制御する車輌管理装置とを備
え、該車輌管理装置により、走行駆動力を落とすことな
く電力駆動端末を駆動するよう制御することを特徴とす
る。

【０００９】このように作業車輌における駆動制御方法
及び装置を構成することにより、高速な走行や登坂走
行、急加速走行などの大きな駆動負荷を要求される状態
において瞬間的に大電力を必要とする電力駆動端末の駆
動を行っても、そのときの残燃料の状態、蓄電状態に応
じた電力が電力駆動端末に供給されると共に駆動力が確
保され、電力駆動端末に充分な電力を供給できずに所望
の応答が得られないという問題や、逆に電力駆動端末の
動作で大電力を消費し、動力部が駆動力を発揮できずに
停止する、また、不必要に動力部を駆動して無駄な燃料
を消費する、バッテリの充放電がアンバランスで寿命を
低下させる、などといった問題を生じることがない。そ
のため、動力部の運転状況や駆動負荷、電力駆動端末の
駆動などがどのような状態であっても、状況に応じて動
力部の出力を最適制御することができ、作業車輌を安定
して運転することができると共に燃料消費を低減するこ
とができる作業車輌における駆動制御方法及び装置を提
供することができる。

【００１０】そしてこの制御は請求項２及び３に記載し
たように、残燃料に余裕があって走行駆動力と前記電力
駆動端末からの電力要求が高まった場合、前記エンジン
の回転数を上げて必要に応じて変速機をシフトダウンす
ると共に発電カットまたは充電カット、若しくは蓄電量
が無くならない程度の充電をし、エンジンによる発電負
荷の軽減と走行駆動力を確保することを特徴とする。及
び、残燃料か蓄電量のいずれか、若しくは両者に余裕が
ない場合に前記電力駆動端末からの電力要求が高まった
場合、前記電力駆動端末への供給電流のピークを押さえ
て電力駆動端末の動作速度を落とすことで電力負荷を軽
減し、走行駆動力を確保しながら前記電力駆動端末を駆
動することを特徴とする。

【００１１】このように、残燃料に余裕がある場合はエ
ンジンの回転数を上げて必要に応じて変速機をシフトダ
ウンすると共に、発電カットまたは充電カット、若しく
は蓄電量が無くならない程度の充電をおこない、残燃料
か蓄電量のいずれか、若しくは両者に余裕がない場合
は、電力駆動端末への供給電流のピークを押さえて電力
駆動端末の動作速度を落とすことで、エンジンによる発
電負荷の軽減と走行駆動力の確保が可能となり、状況に
応じて動力部の出力を最適制御することができ、作業車
輌を安定して運転することができると共に燃料消費を低
減することができる作業車輌における駆動制御方法を提
供することができる。

【００１２】さらに制御は請求項４及び５に記載したよ
うに、前記所要駆動トルクを現在の走行駆動力と作業者
の指示した目標速度に必要な目標トルクとから算出する
ことを特徴とする。及び、前記電力駆動端末の動作に必
要な電力は、現在の電力駆動端末における電力負荷と作
業者の指示した動作に必要な電力とから算出することを
特徴とする。

【００１３】このように車体部における所要駆動トルク
を、現在の走行駆動力と作業者の指示した目標速度に必
要な目標トルクとから算出し、また、電力駆動端末にお
ける動作に必要な電力を、現在の電力駆動端末の電力負
荷と作業者の指示した動作に必要な電力とから算出する
ことにより、これから必要になるトルクと電力が正確に
算出でき、より正確な作業車輌における駆動制御方法を
提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの
発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる
説明例に過ぎない。

【００１５】図１は本発明の作業車輌における駆動制御
方法を一例として適用した特車の概略構成図、図２は本
発明になる作業車輌における駆動制御方法を実施する各
システムと車両管理機能（車輌管理装置）の機能系統を
示した図、図３は本発明になる作業車輌における駆動制
御方法における車両管理機能の流れを表した図、図４は
動力装置や発電機、及び各種電力駆動端末の制御装置を
示した図である。

【００１６】図中１は作業車輌の一例としての特車、２
は特車などの作業車輌の履帯を駆動するエンジンや変速
操向機などを含む動力部、３は蓄電池、４は電力駆動端
末としての砲塔、５は砲塔４を旋回させたり砲を昇降し
たりふ仰させたりする動力を含む砲塔制御器、６は例え
ば砲塔に弾を込めるための制御部や駆動部を含む他の制
御器、７はこういった特車全体の最適な動作をおこなわ
せるための車輌管理装置であり、この図１においては一
例として特車の場合を示したが、本発明は電力駆動端末
としてフォークやショベルを用いるフォークリフトやパ
ワーショベルなどにも応用できることはあきらかであ
る。

【００１７】図２において２０、２１、２２は作業員と
しての乗員で、図１に示した特車の場合は２０が車長、
２１が砲手、２２が操縦手である。２３はエンジンなど
の動力発生機能、２４はエンジンなどの動力発生機能か
らの駆動力を電力に変換する発電機などの駆動力・電力
変換機能、２５は蓄電機能（蓄電池、バッテリ）３の電
源監視機能、２６は蓄電機能３からの電力の分配機能、
２７は作業車輌の履帯を駆動する変速操向機などの車体
の駆動と電力駆動端末としての砲塔などの旋回機構を含
む車体部である。

【００１８】図３において、３０は砲塔４やフォーク、
ショベルなどの電力駆動端末を最後に操作してからの時
間を計算する砲塔機器操作時間計算で、砲塔４を最後に
操作してからの時間が長時間にわたった場合は省エネの
ため電源をＯＦＦするためのものである。３１は砲塔な
どの待機電力を計算する砲塔機器待機電力計算、３２は
車長２０、または砲手２１が指示した照準・射撃指示な
どに基づき、現在の砲塔４の位置やふ仰角度などから、
指示された砲塔位置やふ仰角度まで旋回、またはふ仰さ
せるための目標速度を計算する砲塔旋回目標速度計算、
３３はこれら砲塔機器待機電力３１と砲塔旋回目標速度
計算３２、及び砲塔システムの現在の電力負荷３４を足
し合わせて計算する砲塔所要電力計算、３５は車体部２
７のエンジンや変速操向機のコントロール、姿勢制御、
アクセルやブレーキからの信号の制御などを行う制御機
器などによる電力負荷３６を元に、車体部２７の所要電
力を計算する車体部所要電力計算、３７はこれら砲塔所
要電力計算３３と車体部所要電力計算３５の計算結果を
足し合わせ、これから供給すべき電力を計算する供給電
力計算、３８は蓄電池（バッテリ）３の電源容量３９の
データを元に、発電した電力のうち充電に回さなければ
いけない電流を計算する充電電流計算、４０は供給電力
計算３７と充電電流計算３８により発電電力を計算する
発電電力計算、４１は操縦手２２による車体部２７のア
クセルやブレーキの操作などに対応した目標駆動トルク
を計算する目標駆動トルク計算、４２は現在車体部駆動
のための負荷４３と操縦手２２が要求している目標駆動
トルク計算４１の計算結果を元に、所要駆動トルクを計
算する所要駆動トルク計算、４４はこれら発電電力計算
４０、所要駆動トルク計算４２の計算結果を加え合わ
せ、さらに残燃料４５をもとに算出した噴射可能燃料計
算４６の計算結果から、エンジンの所要回転数を計算す
るエンジン回転数計算、４７は供給電力計算３７に基づ
く電力の発生指示、４８は発電電力計算４０と所要駆動
トルク計算４２の計算結果に基づく駆動力・電力の分配
指示、４９はエンジン回転数計算４４の計算結果に基づ
く動力の発生指示、５０乃至５３は加算機である。

【００１９】図４において、６０はエンジンなどの動力
装置の制御装置、６１はエンジンなどの機関、６２は機
関６１からの駆動力を変速して履帯に伝えたり操向を行
うための変速操向機、６３は機関の駆動力を発電機６４
に伝えるためのクラッチ、６５は走行駆動力、６６は蓄
電池（バッテリ）３への充電をＯＮ、ＯＦＦするための
スイッチ、６７は発電機６４と蓄電池（バッテリ）３か
らの電力を加算するための加算機、６８、６９、７０は
電力駆動端末における砲塔や砲、弾込め機などにおける
砲のふ仰７１、砲塔旋回７２、弾の自動装填７３を行う
ための駆動源への電流を必要に応じて一定値に押さえる
リミッタ、７４はこれら車輌管理装置７やその他の制御
装置への電力供給を行うための定常機器動作電力、７５
〜７７は電力駆動端末７１〜７３を電流リミッタに接続
したり切り離したりするスイッチである。

【００２０】最初に作業車輌の一例としての特車や装甲
車の動作を説明すると、図２における動力部２における
エンジンなどの動力発生機能２３（図４における機関６
１）が駆動力・電力変換機能２４（図４における変速操
向機６２、発電機６４）を駆動して駆動力を車体部２７
へ、電力を蓄電機能（バッテリ）３へ送る。そして車体
部２７においては、この駆動力によって図４の走行駆動
力６５が生じて作業車輌が走行する。一方蓄電機能（バ
ッテリ）３に蓄えられた電力は、電源監視機能２５によ
って充電状態が監視されながら、電力分配機能２６によ
って車体部２７における車輌管理装置７やその他の制御
装置、及び電力駆動端末としての砲塔システム４に分配
され、各種の制御が行われる。

【００２１】そして特車などの戦闘車両においては、作
業者としての車長２０が状況に応じて操縦手２２に操縦
指示を、そして砲撃を行う場合は砲手２１へ視察照準・
攻撃指示を出し、操縦手２２と砲手２１は指令に従って
操縦や照準・射撃を行い、これらの結果を車長２０に報
告する。また車輌管理装置７は、車長２０、砲手２１、
操縦手２２などの乗員からの指示と、動力部２からの電
源容量情報、車体部２７からの残燃料情報、車速・駆動
負荷・電力負荷などの情報、砲塔システム４からの電力
負荷情報などを受け、作業者としての車長２０、操縦手
２２、砲手２１へ各種情報として伝えると共に、現在の
燃料状況、蓄電状況に応じた最適な動力の発生指示、電
力の発生指示、駆動力・電力の分配指示を動力部２に与
え、車輌動作に必要な駆動力、電力が現在の状況に最適
の値となるよう制御する。

【００２２】この制御は、図３に示した車両管理機能の
流れに従って行う。まず、車長２０と砲手２１による操
作は、砲塔機器操作時間計算３０と砲塔旋回目標速度計
算３２に伝えられ、砲塔機器操作時間計算３０は、砲塔
４やフォーク、ショベルなどの電力駆動端末を最後に操
作してからの時間を計算し、操作が長時間行われない場
合は電源をＯＦＦし、待機を続ける場合は砲塔機器待機
電力計算３１で待機時の電力が計算される。一方砲塔旋
回目標速度計算３２は、車長２０、または砲手２１が指
示した照準・射撃指示に基づき、現在の砲塔４の位置と
ふ仰角度から、指示された砲塔位置やふ仰角度まで旋回
またはふ仰させるための目標速度を計算する。そして、
この砲塔旋回目標速度計算３２で計算された値と砲塔シ
ステムの現在の電力負荷３４が加算機５０で加え合わさ
れ、砲塔機器待機電力計算３１で計算した値が同じく加
算機５０で減算されて、砲塔所要電力計算３３がなされ
る。

【００２３】そしてさらにこの砲塔所要電力計算３３の
計算結果は、車体部２７のエンジンや変速操向機のコン
トロール、姿勢制御、アクセルやブレーキからの信号の
制御などを行う制御機器などによる車体部電力負荷３６
を元に計算される車体部所要電力計算３５と加算機５１
で加え合わされ、供給電力計算３７とされてさらに図２
における車輌管理装置７から電源監視機能２５へ向かう
電力発生指示４７となる。またこの供給電力計算３７の
結果は、蓄電池３の残容量であるバッテリ電源容量３９
を元に計算される充電電流計算３８と加算機５２で加算
され、必要な発電電力として発電電力計算４０となる。

【００２４】一方操縦手２２によるアクセルやブレー
キ、及びステアリングの操作は、目標駆動トルク計算４
１でトルクとして計算され、さらに現在車体部２７の駆
動によって生じている負荷４３が加味されて所要駆動ト
ルク計算４２でこれから必要となる駆動トルクが計算さ
れる。そしてこの計算結果は、発電電力計算４０の計算
結果と共に、図２における車輌管理装置７から駆動力・
電力変換機能２４への駆動力・電力分配指示４８とな
り、また加算機５３で加算されてさらに車体部２７から
の残燃料４５をもとに算出した噴射可能燃料計算４６の
計算結果を加味され、エンジンの所要回転数を計算する
エンジン回転数計算４４となって、図２における車輌管
理装置７から動力発生機能２５への動力発生指示４９と
なる。

【００２５】以上が本発明になる作業車輌における駆動
制御方法の車両管理機能の流れであるが、以下、これら
の機能を用いた具体的な制御方法について表１と図４を
用いて説明する。表１は、車体部２７における燃料残量
４５、電源監視機能２５によるバッテリ電源容量３９、
現在車体部２７を駆動することによって生じている負荷
４３と操縦手２２の操作とによる所要駆動トルク計算４
２の計算結果である走行駆動負荷、供給電力計算３７の
計算結果である電力負荷などの車輌の状態に関する情報
を元に、機関・変速操向機６１、６２、砲塔システム４
（図４における砲のふ仰７１、砲塔旋回７２、弾の自動
装填７３、定常機器動作電力７４）などの電力駆動端
末、蓄電池３の充電などの動作を、具体的にどのように
制御するかを示したものである。

【００２６】

【表１】

【００２７】まず機関６１と変速操向機６２であるが、
車輌管理装置７は残燃料４５に余裕が有る場合、例えば
高速な走行や登坂走行、急加速走行などで走行駆動負荷
が大きいときは図４における変速操向機６２をシフトダ
ウンし、同時に機関６１の回転数を上げ、機関６１の駆
動負荷を軽減して駆動力を確保する。そして走行駆動負
荷が中〜小の場合、電力負荷が大きい、または中くらい
の場合は機関６１を操縦手２２の指示より電力負荷分だ
け回転数を上げるようにして駆動力を確保し、電力負荷
が小さい場合は操縦手２２の指示に応じた運転をおこな
う。一方残燃料４５に余裕が無い場合は、電力負荷の如
何にかかわらず操縦手２２の指示に応じた運転を行う。

【００２８】次に電力駆動端末であるが、残燃料４５と
蓄電池（バッテリ）電源容量３９の両者に余裕がある場
合、車輌管理装置７は砲塔４やフォーク、ショベルなど
の電力駆動端末における電力駆動端末に、作業員、すな
わち特車の場合は砲手２１の指示に応じた電力を供給す
る。そして充電については、走行駆動負荷が大きい場合
は図４におけるクラッチ６３を切って発電機を切り離し
て発電自体をカットし、走行駆動負荷が中〜小で電力負
荷が大きい場合は図４におけるスイッチ６６をＯＦＦと
して蓄電器（バッテリ）３への充電カットをおこなう。
また電力負荷が中または小の場合は放電量に応じた充電
をする。

【００２９】そして、残燃料４５に余裕があって蓄電池
（バッテリ）電源容量３９に余裕が無い場合、走行駆動
負荷、または電力負荷のいずれかが大きいときは、図４
におけるスイッチ７５〜７７の電力負荷の大きいものを
電流リミッタ６８〜７０側に切り替え、砲のふ仰７１、
砲塔旋回７２、弾の自動装填７３などへ供給する電流を
制限すると共に、蓄電池（バッテリ）３が上がらない程
度の充電をおこなう。なお、このように電力駆動端末へ
の電流を制限すると電力駆動端末の動作速度は低下する
が、駆動力は確保できる。そして電力負荷が中か小の場
合は、作業員、すなわち特車の場合は砲手の指示に応じ
た電力を供給し、可能な範囲での急速充電を行う。

【００３０】そして、残燃料４５に余裕が無くて蓄電池
（バッテリ）電源容量３９に余裕が有る場合、走行駆動
負荷が大きいかまたは電力負荷が大か中のとき、図４に
おけるスイッチ７５〜７７の電力負荷の大きいものを電
流リミッタ６８、７０側に切り替え、前記したように砲
のふ仰７１、砲塔旋回７２、弾の自動装填７３などへ供
給する電流を制限し、走行駆動負荷が中〜小で電力負荷
が小さいとき、作業員、すなわち特車の場合は砲手の指
示に応じた電力を供給する。そして充電は、走行駆動負
荷が大きい場合は発電カットし、走行駆動負荷が中〜小
で電力負荷が大きいときは充電カット、走行駆動負荷が
中〜小で電力負荷が中か小の場合は放電量に応じた充電
を行って、駆動力を確保しながら必要に応じて充電して
ゆくようにする。なお、電力駆動端末への電流を制限す
ると電力駆動端末の動作速度が低下することは前記と同
様である。

【００３１】最後に残燃料４５と蓄電池（バッテリ）電
源容量３９の両者に余裕が無い場合は、走行駆動負荷の
大小にかかわらず電力負荷が大か中のとき、図４におけ
るスイッチ７５〜７７の電力負荷の大きいものを電流リ
ミッタ６８、７０側に切り替え、前記したように砲のふ
仰７１、砲塔旋回７２、弾の自動装填７３などへ供給す
る電流を制限し、走行駆動負荷が中〜小で電力負荷が小
さいとき、作業員、すなわち特車の場合は砲手の指示に
応じた電力を供給する。そして充電は、走行駆動負荷が
大か電力負荷が大のとき、蓄電池（バッテリ）３が上が
らない程度の充電を行い、走行駆動負荷が中か小で電力
負荷が中か小の時、可能な範囲での急速充電を行う。

【００３２】このようにすることにより、高速な走行や
登坂走行、急加速走行などの大きな走行駆動負荷を要求
された場合は、電源装置（バッテリ）３の電力供給能力
に応じて砲塔や弾込め装置、フォークやショベルなどの
各種電力駆動端末の駆動が行われ、同時に機関６１や変
速操向機６２は要求された大きな走行駆動負荷に対応す
るよう出力を大きくしたり発電や充電カットを行うか
ら、各種機器の動作で大電力を消費して走行性能に影響
を与えるといったことがない。また、このように大きな
走行駆動負荷を要求され場合にも、各種電力駆動端末に
はそれなりの電力が供給されるから、それなりの応答を
得ることができる。また、不必要に動力部を駆動して無
駄な燃料を消費する、バッテリの充放電がアンバランス
で寿命を低下させる、などといった問題も生じることが
ない。

【００３３】以上が本発明になる作業車輌の車輌管理装
置による具体的な制御方法であるが、更にこれを図３と
の関連において詳細に説明する。電力駆動端末が動作し
ていない通常走行においては、前記したように車輌管理
装置７が車体部２７の残燃料４５、及び電源監視機能２
５によるバッテリ電源容量３９を監視し、噴射可能燃料
計算４６、充電電流計算３８によって噴射可能燃料と充
電電流が計算される。また、砲塔システムの現在の電力
負荷３４と車体部２７のエンジンや変速操向機のコント
ロール、姿勢制御、アクセルやブレーキからの信号の制
御などを行う制御機器などによる車体部電力負荷３６
は、砲塔所要電力計算３３、車体部所要電力計算３５と
して加算機５１で加え合わされ、供給電力計算３７から
必要な電力の発生指示４７として電源監視機能２５に送
られる。またこの値には、先に計算した充電電流３８が
加算機５２で加えられ、発電電力計算４０で必要な発電
電力が計算される。一方現在の車体部駆動負荷４３は、
所要駆動トルク計算４２によってトルクが計算され、先
に計算された発電電力計算４０の値と共に駆動力・電力
分配指示４８として駆動力・電力変換機能２４に送られ
る。そして蓄電機能（バッテリ）３から電力として電力
分配機能２６に送られて電力駆動端末の砲塔システム４
を駆動すると共に車体部２７に送られる。またその値
は、先に計算された発電電力計算４０で計算された値と
加算機５３で加算され、やはり先に計算した噴射可能燃
料計算４６が加味されてエンジン回転数計算４４でエン
ジン回転数が計算され、動力発生指示４９として動力発
生機能２４に送られてエンジンが必要な回転数で回転さ
れる。

【００３４】ここで操縦手２２が高速な走行や登坂走
行、急加速走行などをアクセルで指示すると、目標駆動
トルク計算４１はそのアクセルに応じた目標駆動トルク
を計算し、所要駆動トルク計算４２は車体部の現在の駆
動負荷４３を加味して必要なトルクを計算する。そして
その値は、前記したように駆動力・電力分配指示４８と
して駆動力・電力変換機能２４に送られ、蓄電機能（バ
ッテリ）３から電力として電力分配機能２６に送られて
電力駆動端末の砲塔システム４を駆動すると共に車体部
２７に送られるわけであるが、このとき車輌管理装置７
は、先に計算した車体部２７の残燃料４５による噴射可
能燃料、及びバッテリ電源容量３９による充電電流を参
酌し、それらの余裕度合いと走行駆動負荷、電力負荷に
より、前記表１に示したように機関６１と変速操向機６
２の駆動制御、砲のふ仰７１、砲塔旋回７２、弾薬の自
動装填７３などの電力駆動端末の制御、蓄電池（バッテ
リ）３の充電制御を行う。

【００３５】すなわちこの場合は走行駆動負荷が大きい
から、残燃料に余裕がある場合は変速操向機６２をシフ
トダウンし、蓄電池（バッテリ）３に余裕のある場合は
回転数を上げて駆動力を確保すると共に発電をカットし
て電力駆動端末には作業員の指示した電力を供給する。
また蓄電池（バッテリ）３に余裕の無い場合は電力駆動
端末への電力を電流ピークカットしておこない、また蓄
電池（バッテリ）３が上がらない程度の充電を行う。一
方残燃料に余裕がない場合は、機関６１が操縦手２２の
指示に応じた運転を行うと共に電力駆動端末への電力は
電流ピークをカットし、充電は蓄電池（バッテリ）３に
余裕のある場合は発電をカットし、無い場合は蓄電池
（バッテリ）３が上がらない程度の充電を行う。

【００３６】このようにして走行駆動負荷が大きい場合
の制御をおこなうわけであるが、この他、走行駆動負荷
の中〜小の場合、また電力駆動端末の電力負荷が大、
中、小の場合のそれぞれにおける制御は、前記表１で説
明したとおりであり、同様にして動力部や電力駆動端末
の制御がおこなわれる。

【００３７】

【発明の効果】以上記載の如く請求項１及び６に記載し
た本発明によれば、高速な走行や登坂走行、急加速走行
などの大きな駆動負荷を要求される状態において瞬間的
に大電力を必要とする電力駆動端末の駆動を行っても、
そのときの残燃料の状態、蓄電状態に応じた電力が電力
駆動端末に供給されると共に駆動力が確保され、電力駆
動端末に充分な電力を供給できずに所望の応答が得られ
ないという問題や、逆に電力駆動端末の動作で大電力を
消費し、動力部が駆動力を発揮できずに停止する、ま
た、不必要に動力部を駆動して無駄な燃料を消費する、
バッテリの充放電がアンバランスで寿命を低下させる、
などといった問題を生じることがない。そのため、動力
部の運転状況や駆動負荷、電力駆動端末の駆動などがど
のような状態であっても、状況に応じて動力部の出力を
最適制御することができ、作業車輌を安定して運転する
ことができると共に燃料消費を低減することができる作
業車輌における駆動制御方法及び装置を提供することが
できる。

【００３８】そして請求項２及び３に記載した本発明に
よれば、残燃料に余裕がある場合はエンジンの回転数を
上げて必要に応じて変速機をシフトダウンすると共に、
発電カットまたは充電カット、若しくは蓄電量が無くな
らない程度の充電をおこない、残燃料か蓄電量のいずれ
か、若しくは両者に余裕がない場合は、電力駆動端末へ
の供給電流のピークを押さえて電力駆動端末の動作速度
を落とすことで、エンジンによる発電負荷の軽減と走行
駆動力の確保が可能となり、状況に応じて動力部の出力
を最適制御することができ、作業車輌を安定して運転す
ることができると共に燃料消費を低減することができる
作業車輌における駆動制御方法を提供することができ
る。

【００３９】そして請求項４及び５に記載した本発明に
よれば、車体部における所要駆動トルクを、現在の走行
駆動力と作業者の指示した目標速度に必要な目標トルク
とから算出し、また、電力駆動端末における動作に必要
な電力を、現在の電力駆動端末の電力負荷と作業者の指
示した動作に必要な電力とから算出することにより、こ
れから必要になるトルクと電力が正確に算出でき、より
正確な作業車輌における駆動制御方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の作業車輌における駆動制御方法を一
例として適用した特車の概略構成図である。

【図２】 本発明になる作業車輌における駆動制御方法
及び装置を実施する各システムと車両管理機能（車輌管
理装置）の機能系統を示した図である。

【図３】 本発明になる作業車輌における駆動制御方法
及び装置における車両管理機能の流れを表した図であ
る。

【図４】 動力装置や発電機、及び各種電力駆動端末の
制御装置を示した図である。

【符号の説明】

５０〜５３ 加算機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｅ Ｆターム(参考） 3D041 AA26 AA30 AA32 AA66 AB07 AC01 AC15 AD02 AD31 AD50 AE02 AE03 AE32 AF01 AF03 3G093 AA04 AA07 AA08 AA10 AA16 BA19 DA01 DA06 DB00 DB11 DB15 DB19 EA02 EA03 EB09 EC02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより走行駆動力を得ると共に
   発電機を駆動して蓄電手段に蓄電し、該蓄電手段と前記
   発電機のいずれか、もしくは両者からの電力で駆動され
   る電力駆動端末を備えた作業車輌における駆動制御方法
   において、 前記走行駆動力に必要な所要駆動トルクと前記電力駆動
   端末の動作に必要な電力を算出し、該電力と前記所要駆
   動トルクを得るために必要なエンジンの回転数を算出す
   ると共に残燃料と前記蓄電手段の蓄電量とにより、前記
   算出したエンジン回転数の補正と前記発電機から蓄電手
   段への充電動作を制御し、走行駆動力を落とすことなく
   電力駆動端末を駆動することを特徴とする作業車輌にお
   ける駆動制御方法。
2. 【請求項２】 残燃料に余裕があって走行駆動力と前記
   電力駆動端末からの電力要求が高まった場合、前記エン
   ジンの回転数を上げて必要に応じて変速機をシフトダウ
   ンすると共に発電カットまたは充電カット、若しくは蓄
   電量が無くならない程度の充電をし、エンジンによる発
   電負荷の軽減と走行駆動力を確保することを特徴とする
   請求項１に記載した作業車輌における駆動制御方法。
3. 【請求項３】 残燃料か蓄電量のいずれか、若しくは両
   者に余裕がない場合に前記電力駆動端末からの電力要求
   が高まった場合、前記電力駆動端末への供給電流のピー
   クを押さえて電力駆動端末の動作速度を落とすことで電
   力負荷を軽減し、走行駆動力を確保しながら前記電力駆
   動端末を駆動することを特徴とする請求項１に記載した
   作業車輌における駆動制御方法。
4. 【請求項４】 前記所要駆動トルクを現在の走行駆動力
   と作業者の指示した目標速度に必要な目標トルクとから
   算出することを特徴とする請求項１に記載した作業車輌
   における駆動制御方法。
5. 【請求項５】 前記電力駆動端末の動作に必要な電力
   は、現在の電力駆動端末における電力負荷と作業者の指
   示した動作に必要な電力とから算出することを特徴とす
   る請求項１に記載した作業車輌における駆動制御方法。
6. 【請求項６】 作業車輌を駆動するエンジンに接続され
   た発電機と、該発電機から得られた電力を蓄える蓄電手
   段と、該蓄電手段と前記発電機のいずれか、もしくは両
   者からの電力で駆動される電力駆動端末とを備えた作業
   車輌における駆動制御装置において、 前記作業車輌の走行駆動に必要な所要駆動トルクの算出
   手段と、前記電力駆動端末を動作させる電力の算出手段
   と、残燃料、及び蓄電手段の蓄電量の検出手段と、前記
   所要駆動トルクの算出手段と電力算出手段の計算結果と
   から必要なエンジン回転数を算出すると共に残燃料、及
   び蓄電手段の蓄電量の検出手段出力を元に前記算出した
   エンジン回転数の補正と前記発電機による蓄電手段への
   充電動作を制御する車輌管理装置とを備え、該車輌管理
   装置により、走行駆動力を落とすことなく電力駆動端末
   を駆動するよう制御することを特徴とする作業車輌にお
   ける駆動制御装置。