WO2008069072A1

WO2008069072A1 - 作業車両の走行駆動装置、作業車両および走行駆動方法

Info

Publication number: WO2008069072A1
Application number: PCT/JP2007/072949
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Udagawa; Akira Nakayama; Tsukasa Toyooka; Makoto Sugaya
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2008-06-12
Also published as: EP2098430A4; EP2098430B1; JP4295308B2; KR20090091156A; JP2008137524A; US20100032219A1; KR101344836B1; US8146691B2; CN101535109B; CN101535109A; EP2098430A1

Abstract

　作業車両の走行制御装置は、原動機により駆動される油圧ポンプと油圧ポンプに閉回路接続された油圧モータとを有するＨＳＴ駆動装置と、　原動機の駆動により発生した電力を用いて駆動される電動モータと、ＨＳＴ駆動装置により駆動される第１の駆動輪と、電動モータにより駆動される第２の駆動輪と、車速を検出する車速検出部と、検出された車速の増加に伴い、ＨＳＴ駆動装置で発生する第１の動力の割合が小さくなり、電動モータで発生する第２の動力の割合が大きくなるように、原動機の出力をＨＳＴ駆動装置と電動モータに分配する制御部とを備える。

Description

明細書

作業車両の走行駆動装置、作業車両および走行駆動方法

技術分野

[0001] 本発明は、ホイールローダやホイール式油圧ショベル等の作業車両の走行駆動装置、作業車両および走行駆動方法に関する。

背景技術

[0002] この種の作業車両においては、従来より、油圧ポンプと走行用油圧モータとを閉回路接続して HST走行回路を形成し、走行用油圧モータの駆動力をプロペラシャフトを介して車輪に伝達し、車両を走行駆動するようにした走行駆動装置が知られている (例えば特許文献 1参照)。

[0003] 特許文献 1 :特開平 5— 306768号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかしながら、上述した走行駆動装置は、 HSTの特性上、低速走行時には大きな牽引力を発揮できるが、その反面、高速走行時にギヤの伝達ロスが大きくなり、燃費が悪化するという問題があった。

課題を解決するための手段

[0005] 本発明による作業車両の走行駆動装置は、原動機により駆動される油圧ポンプ、およびこの油圧ポンプに閉回路接続された油圧モータを有する HST駆動装置と、原動機の駆動により発生した電力を用いて駆動される電動モータと、 HST駆動装置により駆動される第 1の駆動輪と、電動モータにより駆動される第 2の駆動輪と、車速を検出する車速検出部と、車速検出部により検出された車速の増加に伴い、 HST駆動装置に分配する第 1の動力の割合が小さくなり、電動モータに分配する第 2の動力の割合が大きくなるように、原動機の出力を HST駆動装置と電動モータに分配する制御部とを備える。

電動モータの代わりに、原動機の駆動により発生した電力を用いて駆動され、電動モータとして機能する一方、走行時の運動エネルギにより駆動され、発電機として機能するモータ発電機を設けるとともに、車両の加速/減速指令の出力を判定する判定部を設け、判定部により加速指令が出力されていると判定されると、モータ発電機を電動モータとして機能させ、車速検出部により検出された車速の増加に伴い、 HS T駆動装置に分配する第 1の動力の割合が小さくなり、モータ発電機に分配する第 2 の動力の割合が大きくなるように、原動機の出力を HST駆動装置とモータ発電機に分配し、判定部により減速指令が出力されていると判定されると、モータ発電機を発電機として機倉させるようにしてあよい。

この場合、判定部により減速指令が出力されていると判定されると、その減速指令値が大きいほどモータ発電機の発電量を増加させることもできる。

加速指令値を検出する加速検出部を備え、加速指令値が大きいほど、第 1の動力と第 2の動力が大きくなるように、原動機の動力を HST駆動装置と電動モータに分配することあでさる。

第 1の駆動輪を前輪、第 2の駆動輪を後輪とすることが好ましい。

車速検出部により検出された車速が第 1の所定値以下の範囲で、第 1の動力の割合を第 2の動力の割合よりも大きい一定の割合に制御し、車速検出部により検出された車速が第 1の所定値より大きぐかつ、第 1の所定値より大きな第 2の所定値より小さい範囲で、第 1の動力の割合を徐々に減少させ、車速検出部により検出された車速が第 2の所定値以上の範囲で、第 1の動力の割合を 0にすることもできる。

HST駆動装置による動力を第 1の駆動輪に伝達するギヤ機構を有するものであつてもよい。

HST駆動装置による牽引力が 0になるまで電動モータの出力トルクを一定に保ち、車速の増加により HST駆動装置による牽引力力 SOになってから電動モータによる牽引力が減少を開始するように電動モータの出力トルクを制御するトルク制御部を有するあのとしてあよい。

本発明による作業車両の走行駆動方法は、原動機によって駆動される油圧ポンプと油圧モータとを閉回路接続した HST駆動装置を有し、この HST駆動装置により第 1の駆動輪を駆動し、電動モータにより第 2の駆動輪を駆動し、車速の増加に伴い、 HST駆動装置に分配する第 1の動力の割合を小さぐ電動モータに分配する第 2の動力の割合を大きくする。

発明の効果

[0006] 本発明によれば、第 1の駆動輪を HST駆動装置で駆動し、第 2の駆動輪を電動モータで駆動するとともに、車速の増加に伴い HST駆動装置に分配するエンジン出力の割合を小さくしたので、 HST駆動装置を効率よく作動することができ、燃費を向上できる。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る走行駆動装置が適用されるホイールローダの側面図。

[図 2]図 2は、第 1の実施の形態に係る走行駆動装置の構成を示す図。

[図 3]図 3は、図 2の HST走行回路の詳細を示す油圧回路図。

[図 4]図 4 (a)は、図 3の回路に用いられる油圧ポンプのポンプ傾転角とモータ駆動圧の関係を示す図、図 4 (b)は、油圧モータのモータ傾転角とモータ駆動圧の関係を示す図。

[図 5]図 5 (a)〜図 5 (c)は、それぞれ第 1の実施の形態に係る走行駆動装置によって得られる車両全体の牽引力、 HST駆動装置による牽引力、電動モータによる牽引力の特性を示す図。

[図 6]図 6は、図 2のコントローラ内の構成を示すブロック図。

[図 7]図 7は、牽引力と動力の関係を示す図。

[図 8]図 8は、第 2の実施の形態に係る走行駆動装置の構成を示す図。

[図 9]図 9 (a)〜図 9 (c)は、それぞれ第 2の実施の形態に係る走行駆動装置によって得られる車両全体の牽引力、 HST駆動装置による牽引力、電動モータによる牽引力の特性を示す図。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 第 1の実施の形態

以下、図 1〜図 7を参照して本発明による走行駆動装置の第 1の実施の形態について説明する。

図 1は、第 1の実施の形態に係る走行駆動装置が適用される作業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ 100は、アーム 111 ,ノケット 112 ,タイヤ（前輪） 113等を有する前部車体 110と、運転室 121 ,エンジン室 122,タイャ（後輪） 123等を有する後部車体 120とで構成される。アーム 111はアームシリンダ 114の駆動により俯仰動し、パケット 112はバケツトシリンダ 115の駆動によりダンプまたはクラウドする。前部車体 110と後部車体 120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が左右に屈折する。前輪 113および後輪 123は、以下のような走行駆動装置により駆動され、車両が走行する。

[0009] 図 2は、第 1の実施の形態に係る走行駆動装置の構成を示す図である。走行駆動装置は、前輪 113を駆動する前輪駆動装置 10と、後輪 123を駆動する後輪駆動装置 20とを有する。

[0010] 前輪駆動装置 10は、エンジン 1により駆動される可変容量型の油圧ポンプ 11と、油圧ポンプ 11からの圧油により駆動する可変容量型の油圧モータ 12とを有する。油圧ポンプ 11と油圧モータ 12とは閉回路接続され、いわゆる HST走行回路を形成する。油圧モータ 12の回転は、減速機 13、車軸 14を介して前輪 113に伝達され、 HST走行駆動装置により前輪 113が駆動される。減速機 13は、複数段（例えばロー/ハイ）に切換可能なギア機構を有する。

[0011] このような HST走行駆動装置（以下、単に HSTとも呼ぶ）は、低速走行時にとくに大きな牽弓 I力を発揮できるため、牽引力に見合うようにアクスルゃプロペラシャフトをローギア向けの堅牢な構造とする必要があり、シャフトサイズやギアサイズが大きくなる傾向にある。このため、ギアをハイギアに切り換えて高速走行した場合、ギヤの伝達ロスが大きくなり、燃費の悪化を伴う。そこで、本実施の形態では、以下のように電動モータにより後輪駆動装置 20を構成し、高速走行時に後輪 123を電動モータで駆動する。

[0012] 後輪駆動装置 20は、エンジン 1により駆動されるジェネレータ 21と、ジェネレータ 2 1で発電した電気を蓄電するバッテリ 22と、ジェネレータ 21によって発電された電力により駆動される電動モータ 23と、電動モータ 23の駆動を制御するインバータ 24とを有する。電動モータ 23の回転は、減速機 25,車軸 26を介して後輪 123に伝達され、電動モータ 23により後輪 123が駆動される。減速機 25は、減速機 13と同様、複数段（ロー/ハイ）に切換可能なギア機構を有する。

[0013] インバータ 24はコントローラ 50からの制御信号により制御される。コントローラ 50には、車速 Vを検出する車速検出器 51と、アクセルペダルの操作量 Aを検出する操作量検出器 52とが接続されている。コントローラ 50は、これらからの信号に基づき、後述するように電動モータ 23の出力トルク Tをモータ 23の目標出力 Pw2 (図 6)に応じて制御する。

[0014] ここで、前輪駆動装置 10の構成をより詳しく説明する。図 3は、 HST走行回路の詳細を示す図である。図 3に示すようにエンジン 1の出力軸にはチャージポンプ 15が接続され、チャージポンプ 15の下流には絞り 16が設けられている。アクセルペダル（不図示）の踏み込みによりエンジン回転数が増加すると、チャージポンプ 15の吐出圧が増加する。このチャージポンプ 15からの圧油は、前後進切換弁 17を介して傾転シリンダ 18に導かれ、傾転シリンダ 18が駆動される。これによりエンジン回転数の増加に伴い油圧ポンプ 11の傾転角 qpが大きくなり、ポンプ吐出量が増加し、油圧モータ 12の回転数が増加する。前後進切換弁 17は、前後進切換レバー 19の操作に応じたコントローラ 50力、らの制御信号により切り換えられ、油圧ポンプ 11力、ら油圧モータ 1 2への圧油の流れ方向が制御される。

[0015] ポンプ傾転角 qは、アクセルペダルの踏み込みだけでなぐ油圧ポンプ 11に作用する負荷の大きさによっても変化する。例えばアクセルペダルを最大に踏み込み、ェンジン 1がフル馬力を出力しているときに、走行負荷が増加すると、エンジン回転数が低下してポンプ傾転角が小さくなり、ポンプ吐出量が減少する。この場合の負荷 (モータ駆動圧 P)とポンプ傾転角 qpとの関係は、図 4 (a)に示すようになる。図 4 (a)の特性 fl〜f3は、それぞれ動力一定の馬力線図を示しており、 HSTに分配される動力 P wl (図 6)が小さくなると、馬力線図は fl→f2→f3のようにシフトする。なお、モータ駆動圧の最大値 Pmaxは図示しないリリーフ弁により制限され、ポンプ傾転角の最大値 qpmaxはポンプ自体の構造により物理的に制限される。

[0016] 図 3において、油圧モータ 12の駆動圧 Pは傾転シリンダ 12aに導かれ、モータ駆動圧 Pに応じてモータ傾転角 qmが変化する。すなわちモータ駆動圧 Pが所定値 Pa以上になると、傾転シリンダ 12aが大傾転側に駆動され、図 4 (b)に示すようにモータ傾転 qmが小傾転 qmlから大傾転 qm2へと変化する。傾転シリンダ 12aには、ソレノイド 12bの励磁によって所定値 Paの値を調整する調整機構が設けられて!/、る。所定値 P aは、後述するコントローラ 50からの制御信号により、 HSTの目標動力 Pwlに応じて制御される。すなわち目標動力 Pwlが大きくなると、所定値 Paは特性 g3→g2→gl のように大きくなる。

[0017] 図 4 (a)の fl〜f3と図 4 (b)の gl〜g3は、それぞれ同一の動力 Pwlに対応している。例えば動力 Pwlが最大のときのポンプ傾転角 qpの特性は f l、モータ傾転角 qmの特性は glであり、所定値 Paは、ポンプ傾転角が最大 qpmaxのときのモータ駆動圧 P 1と等しくなるように設定される。これにより HSTの動力 Pwlが最大、モータ傾転角が小傾転 qmlで走行中に、走行負荷が大きくなると、まずモータ傾転角 qmが特性 gl に沿って qm2まで増加し、その後、ポンプ傾転角 qpが特性 f 1に沿って減少する。

[0018] 図 5 (a)〜（c)は、車両の走行速度 Vと駆動力（牽引力） Fとの関係を示す図である。

図 5 (a)の aは、アクセルペダルを最大に踏み込んだときの車両全体の牽引力の特性である。この特性 aは、車両が最大動力を発揮しているとき、つまりエンジン 1がフルパヮーを出力しているときの車両全体の牽引力 Faを示しており、車速 Vの増加に伴い牽引力 Faは減少する。すなわち車両の動力 Pは、一般に P = F X vで表せるため、 Pが最大動力で一定であれば、車速 Vが増加した分、牽引力 Faが減少する。

[0019] 図 5 (a)の bl , clは、それぞれアクセルペダル最大踏み込み時における前輪駆動装置 10 (HST駆動装置）による前輪 113の牽引力 Fbと、後輪駆動装置 20 (電動モータ 23)による後輪 123の牽引力 Fcの特性であり、特性 blと特性 c lを足すと特性 a となる。本実施の形態では、前輪 113の牽引力 Fbの特性と後輪 123の牽引力 Fcの特性を、図 5 (b) , (c)のように設定する。なお、図 5 (b) , (c)では、異なるアクセルぺダルの操作量に対応した複数の特性 bl〜b3, c l〜c3を示しており、ペダル操作量が増加すると牽引力 Fbの特性は b3→b2→blに、牽引力 Fcの特性は c3→c2→c l にそれぞれ変化する。

[0020] 特性 bl , clは、それぞれアクセルペダルの最大踏み込み時の特性である。ァクセルペダル最大踏み込み時には、図 5 (b)に示すように、車速が vlに至るまで前輪 11 3の牽引力 Fbは一定であり、以降、 Fbは徐々に減少し、車速 v2で 0になる。一方、図 5 (c)に示すように、後輪 123の牽引力 Fcは、車速が v2に至るまで一定であり、以降、 Fcは徐々に減少し、車速 v3で 0になる。このように牽引力 Fbが 0になるときの車速 V 2と牽引力 Fcが減少し始めるときの車速 v2とを等しく設定することで、車両全体の牽引力 Faが車速に応じてなだらかに減少し、ショックを低減できる。

[0021] 本実施の形態では、前輪 113の牽引力 Fbと後輪 123の牽引力 Fcが、それぞれ図

5 (b) , (c)の特性に沿って変化するように電動モータ 23の出力トルク Tを制御する。また、図 4 (b)の所定値 Paを制御する。以下、この点について説明する。

[0022] 図 6は、コントローラ 50内の構成を示すブロック図である。目標動力演算部 58には、予め HST駆動装置の目標動力 Pwlの特性と、電動モータ 23の目標動力 Pw2の特性が記憶されている。これらの特性は、エンジン出力を車速 Vに応じていかに HST と電動モータ 23に配分するかを示したものである。 Pwlと Pw2の合計値 PwOは、車両全体の動力を示しており、動力 PwOは車速 Vに拘わらず一定である。なお、ァクセルペダルの操作量 Aの増加によりエンジン出力が増加するため、目標動力 Pwl , P w2はアクセルペダル操作量 Aが大きいほど大きくなるように設定されている。

[0023] 目標動力 Pwl , Pw2は、車速 Vに応じた大きさに設定される。すなわち v≤vaの低速域では、 HSTの目標動力 Pwlが電動モータ 23の目標動力 Pw2よりも大きくなるように設定される。 va<v<vbの中速域では、目標動力 Pwlの割合が徐々に減少し、目標動力 Pw2の割合が徐々に増加するように設定される。 v^vbの高速域では、目標動力 Pwlが 0、目標動力 Pw2が最大（ = PwO)となるように設定される。目標動力演算部 58は、この設定された特性に基づき、車速 Vとアクセルペダル操作量 Aに応じて目標動力 Pwl , Pw2を演算し、目標動力 Pwl , Pw2を、それぞれ所定値演算部 5 4とトルク演算部 53に出力する。

[0024] トルク演算部 53には、予め電動モータ 23の目標トルク Tとモータ 23の回転数 Nm、および動力 Pw2の関係が記憶されている。現在のモータ回転数 Nmはコントローラ自身が把握しており、トルク演算部 53は、図示の特性に基づき、目標動力 Pw2とモータ回転数 Nmに対応した目標トルク Tを演算する。そして、電動モータ 23が目標トルク Tを出力するようにインバータ 24を制御する。これにより電動モータ 23の動力 Pw2 力目標動力演算部 58にて設定した値となる。

[0025] このようにエンジン出力の一部を電動モータ 23の動力 Pw2として取り出すと、残り力 STに分配され、 HSTの動力 Pwlは、目標動力演算部 58で設定した目標動力 Pwlとなる。所定値演算部 54には、予め目標動力 Pwlと所定値 Paとの関係が記憶されている。所定値演算部 54は、この関係に基づき目標動力 Pwlに対応した所定値 Paを演算し、油圧モータ 12のソレノイド 12bに制御信号を出力する。これにより所定値 Paを制御する。

[0026] 図 5 (b)の HST牽引力 Fbと図 6の HST目標動力 Pwlとの関係について説明する。

図 7は、 HST牽引力 Fbと HST動力 Pwlの関係を示す図であり、図中 blは、図 5 (b) に示したのと同一の特性である。図 7の bl l〜bl4はそれぞれ動力一定の曲線であり、 1_?11〉1₃12〉1₃13〉1₃14の関係カぁる。車速 v<vaの範囲では動力 Pwlは一定であるため（図 6)、牽引力 Fbは動力一定の曲線 bl lに沿って変化する。車速が vaを超えると動力 Pwlが徐々に減少するため、牽弓 I力 Fbは曲線 b 11上の点 P 11から曲線 b 12上の点 P12→曲線 bl3上の点 P13→曲線 bl4上の点 P14へと推移する。その結果、図 6の動力 Pwlの特性から、図 5 (b)の牽引力 Fbの特性が得られる。

[0027] 第 1の実施の形態に係る走行駆動装置の動作の一例を説明する。

車両の発進時にアクセルペダルを最大に踏み込むと、油圧ポンプ 11から油圧モータ 12に圧油が供給され、 HSTにより前輪 113が駆動される。また、インバータ 24からの信号により電動モータ 23が回転し、電動モータ 23により後輪 123が駆動される。このときエンジン出力は HSTと電動モータ 23に分配される力車速 Vが所定値 vaに達するまでは、図 6に示すように HSTに分配される動力 Pwlは電動モータ 23に分配される動力 Pw2よりも大きい（Pwl〉Pw2)。このため、 HSTが効果的に働いて、図 5 に示すように低速時に高牽引力の走行性能が得られる。

[0028] 車速 Vが va以上 vb以下の領域では、車速 vが速くなるに伴い、電動モータ 23に配分される動力 Pw2が増加し、 HSTに配分される動力 Pwlが減少する。車速 Vが vb ( =v2)以上では、 Pwl =0であり、ポンプ傾転角 qpが 0になる。これにより図 5に示すように牽引力 Fbが 0となり、高速低牽引力の走行性能が得られる。この場合は、電動モータ 23の牽引力 Fcのみで車両が牽引される。このため HSTにより車両を高速走行する必要がないため、高速走行時の HST駆動装置における動力損失が小さくなり、燃費を向上できる。

[0029] 以上の第 1の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) HST走行駆動装置により前輪 113を、電動モータ 23により後輪 123を駆動するとともに、車速 Vが va以上 vb以下の領域では、車速 Vの増加に伴い HSTに配分される動力 Pwlを車速に応じて低減し、車速 V力より大きくなると Pwl =0とした。これにより車速が v2以上の高速走行時には電動モータ 23の牽引力 Fcのみが車両に作用することとなり、 HST駆動装置の動力ロスが小さくなつて燃費が向上する。

(2)電動モータ 23により後輪 123を駆動するので、車両全体として大きな牽引力 Fa を得ることカできる。このため HSTのみによって牽引力 Faを得るものに比べ、 HSTのポンプ 11やモータ 12を小型化することができる。

(3)操作量検出器 52によりアクセルペダルの操作量 Aを検出し、操作量 Aが多いほど HSTの動力 Pwlと電動モータ 23の動力 Pw2を大きくするようにしたので（図 6)、エンジン出力を常に HSTと電動モータ 23に効率よく配分できる。

(4)車軸に作用する荷重の大き!/、前輪 113を HSTにより駆動し、軸荷重の小さ!/、後輪 123を電動モータ 23により駆動するようにしたので、電動モータ 23による牽引力 F cが小さくて済み、 HSTと電動モータ 23によって最適な走行システムを構築できる。

(5)車速 Vに応じて動力 Pwlの配分が変更されると、その動力 Pwlに対応したボンプ傾転角 qpとモータ傾転角 qmに自動的に変化するので、コントローラ 50により傾転角 qp, qmを直接制御する必要がなぐ構成が容易である。

[0030] 第 2の実施の形態

図 8, 9を参照して本発明による走行駆動装置の第 2の実施の形態について説明す第 2の実施の形態では、後輪駆動装置 20として電動モータ 23の代わりにジエネレータモータを設け、減速時に車両の持つ運動エネルギを回収する。図 8は、第 2の実施の形態に係る走行駆動装置の構成を示す図である。なお、図 2と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。

[0031] コントローラ 50には、車速検出器 51とアクセル操作量検出器 52の他に、ブレーキペダルの操作量 Bを検出する操作量検出器 57が接続されて!/、る。コントローラ 50は、操作量検出器 52の操作量 Aから操作量検出器 57の操作量 Bを減算し、その減算値がプラスであれば加速指令を、マイナスであれば減速指令を出力する。加速指令が出力されると、ジェネレータモータ 55は電動モータとして機能し、減速指令が出力されると発電機として機能する。なお、ホイールローダのエンジン出力軸には作業用ポンプが連結され、アクセルペダルは作業時には作業馬力を調節するためにも操作される。このため、ホイールローダのような産業車両はアクセルペダルとブレーキぺダルが同時に操作されることがある。

[0032] ジェネレータモータ 55が電動モータとして機能するときは、コントローラ 50からの制御信号に応じた駆動電流力 Sインバータ/コンバータ 56を介してジェネレータモータ 5 5に供給され、ジェネレータモータ 55が駆動する。この点については第 1の実施の形態と同様であり、例えばブレーキペダルが非操作のとき、ジェネレータモータ 55の動力 Pw2は、図 6に示したようにアクセルペダル操作量 Aと車速 Vに応じて変化する。ジエネレータモータ 55が発電機として機能するときは、ジェネレータモータ 55で発電した電力はインバータ/コンバータ 56を介してバッテリ 22に充電される。

[0033] 図 9 (a)〜（c)は、第 2の実施の形態における車速 vと牽引力 Fとの関係を示す図であり、それぞれ第 1の実施の形態の図 5 (a)〜（c)に対応する。車両走行時に減速指令 (ブレーキ指令）が出力されると、ジェネレータモータ 55は発電機として機能するため、牽引力 Fcはマイナスとなり、車両にブレーキ力が作用する。これにより減速時の運動エネルギをバッテリ 22に回収することができる。この場合、減速指令値が大きいほど、発電量が多くなり、ブレーキ力が増加する。車速 Vが低くなると、 HSTによる油圧ブレーキが同時に作動する。この場合、まずジェネレータモータ 55によるブレーキを作動し、それでも足りない場合に HSTによる油圧ブレーキを作動する。こうすることで、ジェネレータモータ 55によって優先的に発電がなされ、運動エネルギを効率よく回収できる。

[0034] このように第 2の実施の形態によれば、ジェネレータモータ 55により後輪 123を駆動するとともに、減速時に発電するようにしたので、減速時に不要となった運動エネルギを電気工ネルギとして回収することができ、燃費を改善できる。アクセルペダルの操作量 Aとブレーキペダルの操作量 Bを検出し、その操作量 A, Bの差により減速指令を判定するとともに、減速指令値が大きいほど、ジェネレータモータ 55の発電量を増大し、ブレーキ力を大きくしたので、車両に適切なブレーキ力を付与できる。

[0035] なお、上記実施の形態では、モータ発電機としてのモータジェネレータ 55を発電機として用いることにより車両にブレーキ力を作用するようにした力ブレーキディスクを駆動してブレーキ力を作用する、いわゆるメカブレーキを併用してもよい。アクセルぺダルの操作量 Aとブレーキペダルの操作量 Bの差からコントローラ 50で加速/減速指令を判定するようにした力、判定部はこれに限らない。

[0036] HST走行駆動装置のポンプ傾転角 qpとモータ傾転角 qmをメカ的に変更するように HST油圧回路を形成したが、電子制御によって傾転角 qp, qmを直接制御してもよい。 HSTにより第 1の駆動輪としての前輪 113を駆動し、電動モータ 23により第 2 の駆動輪としての後輪 123を駆動するようにしたが、前輪 113を電動モータ 23で、後輪 123を HSTで駆動してもよぐ車輪 113, 123の駆動方式の組み合わせは上述したものに限らない。操作量検出器 52によりアクセルペダルの操作量 Aを検出した力他の加速検出部を用いてもよ!/、。

[0037] 車速検出器 51により検出された車速 V力 S_va (第 1の所定値)以下の低速域で、 HST の動力 Pwl (第 1の動力）を電動モータ 23の Pw2 (第 2の動力）より大きくして一定に保ち、 va<v<vb (第 2の所定値）の中速域で、 Pwlを徐々に減少させるとともに PW 2を徐々に増加させ、 v≥vbの高速域で、 Pwlを 0とし、 Pw2を最大（PwO)としたが（図 6)、車速 Vの増加に伴い、 HSTに分配する動力の割合が小さくなり、電動モータ 2 3に分配する動力の割合が大きくなるように、エンジン出力を HSTと電動モータ 23に分配するのであれば、制御部としてのコントローラ 50の構成は上述したものに限らない。したがって、牽引力 Fa〜Fcの特性も図 5, 9に示したものに限らない。牽引力 Fb 力 SOになるときの車速 v2と牽引力 Fcが減少し始めるときの車速 v2とが等しくなるように電動モータ 23の出力トルク Tを制御するのであれば（図 5)、トルク制御部としてのコントローラ 50の構成は!/、かなるものでもよ!/、。

[0038] 上記実施の形態は、ホイールローダに適用した力他の作業車両 (例えばホイール式油圧ショベル等）にも本発明は同様に適用可能である。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の走行駆動装置に限定されない。本出願は日本国特許出願 2006— 326694号（2006年 12月 4日出願）を基礎として、その内容は引用文としてここに組み込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 原動機により駆動される油圧ポンプ、およびこの油圧ポンプに閉回路接続された油圧モータを有する HST駆動装置と、

前記原動機の駆動により発生した電力を用いて駆動される電動モータと、前記 HST駆動装置により駆動される第 1の駆動輪と、

前記電動モータにより駆動される第 2の駆動輪と、

車速を検出する車速検出部と、

前記車速検出部により検出された車速の増加に伴い、前記 HST駆動装置に分配する第 1の動力の割合が小さくなり、前記電動モータに分配する第 2の動力の割合が大きくなるように、前記原動機の出力を前記 HST駆動装置と前記電動モータに分配する制御部とを備える作業車両の走行駆動装置。

[2] 原動機により駆動される油圧ポンプ、およびこの油圧ポンプに閉回路接続された油圧モータを有する HST駆動装置と、

前記原動機の駆動により発生した電力を用いて駆動され、電動モータとして機能する一方、走行時の運動エネルギにより駆動され、発電機として機能するモータ発電機と、

前記 HST駆動装置により駆動される第 1の駆動輪と、

前記モータ発電機により駆動される第 2の駆動輪と、

車速を検出する車速検出部と、

車両の加速/減速指令の出力を判定する判定部と、

前記判定部により加速指令が出力されていると判定されると、前記モータ発電機を電動モータとして機能させ、前記車速検出部により検出された車速の増加に伴い、前記 HST駆動装置に分配する第 1の動力の割合が小さくなり、前記モータ発電機に分配する第 2の動力の割合が大きくなるように、前記原動機の出力を前記 HST駆動装置と前記モータ発電機に分配し、

前記判定部により減速指令が出力されていると判定されると、前記モータ発電機を発電機として機能させる制御部とを備える作業車両の走行駆動装置。

[3] 請求項 2に記載の作業車両の走行駆動装置において、前記制御部は、前記判定部により減速指令が出力されていると判定されると、その減速指令値が大きいほど前記モータ発電機の発電量を増加させる作業車両の走行駆動装置。

[4] 請求項 1〜3のいずれ力、 1項に記載の作業車両の走行駆動装置において、

加速指令値を検出する加速検出部を備え、

前記制御部は、加速指令値が大きいほど、前記第 1の動力と前記第 2の動力が大きくなるように、原動機の動力を前記 HST駆動装置と前記電動モータに分配する作業車両の走行駆動装置。

[5] 請求項 1〜4のいずれ力、 1項に記載の作業車両の走行駆動装置において、

前記第 1の駆動輪は前輪、第 2の駆動輪は後輪である作業車両の走行駆動装置。

[6] 請求項 1〜5のいずれ力、 1項に記載の作業車両の走行駆動装置において、

前記制御部は、

前記車速検出部により検出された車速が第 1の所定値以下の範囲では、前記第 1 の動力の割合を前記第 2の動力の割合よりも大きい一定の割合に制御し、

前記車速検出部により検出された車速が前記第 1の所定値より大きぐかつ、第 1の所定値より大きな第 2の所定値より小さい範囲では、前記第 1の動力の割合を徐々に減少させ、

前記車速検出部により検出された車速が前記第 2の所定値以上の範囲では、前記第 1の動力の割合を 0にする作業車両の走行駆動装置。

[7] 請求項 1〜6のいずれ力、 1項に記載の作業車両の走行駆動装置において、

前記 HST駆動装置による動力を前記第 1の駆動輪に伝達するギヤ機構を有する作業車両の走行駆動装置。

[8] 請求項 1〜7のいずれ力、 1項に記載の作業車両の走行駆動装置において、

前記制御部は、前記 HST駆動装置による牽引力が 0になるまで前記電動モータの出力トルクを一定に保ち、車速の増加により前記 HST駆動装置による牽引力が 0になつてから前記電動モータによる牽引力が減少を開始するように前記電動モータの出力トルクを制御するトルク制御部を有する作業車両の走行駆動装置。

[9] 請求項;!〜 8のいずれか 1項に記載の走行駆動装置を備える作業車両。原動機によって駆動される油圧ポンプと油圧モータとを閉回路接続した HST駆動装置を有し、この HST駆動装置により第 1の駆動輪を駆動し、

電動モータにより第 2の駆動輪を駆動し、

車速の増加に伴い、前記 HST駆動装置に分配する第 1の動力の割合を小さぐ前記電動モータに分配する第 2の動力の割合を大きくする作業車両の走行駆動方法。