JP5959874B2 - ハイブリッド式作業車両 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
(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。
[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。
(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。
(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。
Claims (8)
- 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。
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