WO2013122167A1

WO2013122167A1 - ハイブリッド式作業車両

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Publication number: WO2013122167A1
Application number: PCT/JP2013/053570
Authority: WO
Inventors: 徳孝伊藤
Original assignee: 日立建機株式会社
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2013-08-22
Also published as: EP2815943A4; JP2013166482A; US20160319515A1; US9561788B2; US20150006010A1; CN104114429B; CN104114429A; US9694805B2; JP5959874B2; EP2815943A1

Abstract

　作業装置と、走行駆動装置と、作業装置を制御するために操作される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部と、作業装置の作動状態および非作動状態を検出する作動状態検出部と、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部と、走行駆動装置の走行状態および非走行状態を検出する走行状態検出部と、作動状態および非作動状態の別と、走行状態および非走行状態の別とに応じて、レバー操作量およびペダル操作量のうちの少なくとも一方に基づいてエンジン回転数を制御するエンジン制御部とを備えるハイブリッド式作業車両。

Description

ハイブリッド式作業車両

　本発明は、ハイブリッド式作業車両に関する。

　従来、トルクコンバータを介してエンジンの回転を車輪に伝達する走行駆動装置を含むホイールローダがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のホイールローダは、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン回転数が制御される作業車両である。

国際公開ＷＯ２０１０／１４７２３２

　ホイールローダなどの作業車両では、掘削、積込み作業等の様々な作業および走行のため、作業装置と走行駆動装置とがそれぞれ単独に、あるいは複合的に操作される。特許文献１に記載の作業車両のような従来のトルクコンバータを有する作業車両では、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い。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、作業負荷が作用していないときにおけるエンジン回転数が、走行負荷に応じたエンジン回転数よりも高く設定されるという問題がある。

　本発明の第１の態様によると、ハイブリッド式作業車両は、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの圧油によって駆動される作業装置と、電力により駆動する走行モータにより駆動される走行駆動装置と、作業装置を制御するために操作される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部と、作業装置の作動状態および非作動状態を検出する作動状態検出部と、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部と、走行駆動装置の走行状態および非走行状態を検出する走行状態検出部と、作動状態検出部によって検出された作動状態および非作動状態の別と、走行状態検出部によって検出された走行状態および非走行状態の別とに応じて、レバー操作量およびペダル操作量のうちの少なくとも一方に基づいてエンジン回転数を制御するエンジン制御部とを備える。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様のハイブリッド式作業車両において、エンジンにより駆動されて第１交流電力を発生する第１回転電機と、第１回転電機が発生させた第１交流電力を第１直流電力に変換する第１電力変換部と、第２直流電力を出力する蓄電部と、第１電力変換部によって変換された第１直流電力と、蓄電部から出力された第２直流電力とのうちの少なくとも一方を第２交流電力に変換する第２電力変換部と、走行モータであって、第２電力変換部によって変換された第２交流電力により駆動される第２回転電機とをさらに備えるハイブリッド式作業車両。
　本発明の第３の態様によると、第１または第２の態様のハイブリッド式作業車両において、エンジン制御部は、作動状態検出部により非作動状態が検出され、かつ、走行状態検出部により走行状態が検出されると、ペダル操作量に基づいてエンジン回転数を制御し、エンジン制御部は、作動状態検出部により作動状態が検出され、かつ、走行状態検出部により非走行状態が検出されると、レバー操作量に基づいてエンジン回転数を制御するハイブリッド式作業車両。
　本発明の第４の態様によると、第２または第３の態様のハイブリッド式作業車両において、第２直流電力の大きさに基づいて第１交流電力を抑制するアシスト／抑制制御部をさらに備え、走行状態検出部により走行状態が検出され、かつ、作動状態検出部により非作動状態が検出され、エンジン制御部によりペダル操作量に基づいたエンジン回転数に制御されている状態において、作動状態検出部により作動状態が検出されると、第２電力変換部が、第２直流電力と第１直流電力とを合算した電力を第２交流電力に変換するハイブリッド式作業車両。
　本発明の第５の態様によると、第２～第４のいずれか１つの態様のハイブリッド式作業車両において、走行状態検出部により走行状態が検出され、かつ、作動状態検出部により非作動状態が検出されている状態において、レバー操作量検出部により所定値以上のレバー操作量が検出されると、エンジン制御部は、ペダル操作量に基づく目標回転数よりもさらにエンジン回転数を上昇させるハイブリッド式作業車両。
　本発明の第６の態様によると、第２～第５のいずれか１つの態様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、油圧ポンプの傾転をレバー操作量に応じて増減させる傾転制御部と、ハイブリッド式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部とをさらに備え、傾転制御部は、作業状態判定部によりハイブリッド式作業車両が掘削作業状態であると判定されると、傾転を所定値に制限するハイブリッド式作業車両。
　本発明の第７の態様によると、第６の態様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み、コントロールレバーは、少なくともアームの上昇指令および下降指令を出力し、ハイブリッド式作業車両は、アームの角度を検出するアーム角度検出部と、ハイブリッド式作業車両の前進を指令する前進指令およびハイブリッド式作業車両の後進を指令する後進指令を出力する前進／後進指令部とをさらに含み、コントロールレバーにより上昇指令が出力され、かつ、前進／後進指令部により前進指令が出力され、かつ、アーム角度検出部により角度が所定値未満であることが検出されると、作業状態判定部は、ハイブリッド式作業車両は掘削作業状態であると判定するハイブリッド式作業車両。
　本発明の第８の態様によると、第２～第７のいずれか１つの態様のハイブリッド式作業車両において、走行状態検出部は、ペダル操作量検出部を含み、ペダル操作量検出部により第１所定値以上のペダル操作量が検出されたときには走行状態を検出し、ペダル操作量検出部により第１所定値未満のペダル操作量が検出されたときには非走行状態を検出するハイブリッド式作業車両。
　本発明の第９の態様によると、第２～第７のいずれか１つの態様のハイブリッド式作業車両において、走行状態検出部は、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速度以上の車速が検出されたときには走行状態を検出し、車速センサにより所定速度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ハイブリッド式作業車両。
　本発明の第１０の態様によると、第２～第９のいずれか１つの態様のハイブリッド式作業車両において、作動状態検出部は、レバー操作量検出部を含み、レバー操作量検出部により第２所定値以上のレバー操作量が検出されたときには作動状態を検出し、レバー操作量検出部により第２所定値未満のレバー操作量が検出されたときには非作動状態を検出するハイブリッド式作業車両。
　本発明の第１１の態様によると、第２～第９のいずれか１つの態様のハイブリッド式作業車両において、作動状態検出部は、油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力センサを含み、圧力センサにより所定圧力以上の圧力が検出されたときには作動状態を検出し、圧力センサにより所定圧力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ハイブリッド式作業車両。

　本発明によれば、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の側面図である。図２は、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である。図３は、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である。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。図５（ａ）は発電量マップを示す図であり、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。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。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。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。図９（ａ）は掘削作業用の傾転制御マップを示す図であり、図９（ｂ）は複合動作用の傾転制御マップを示す図である。図１０は、レギュレータの詳細を示す図である。図１１は、目標駆動電流とポンプ傾転との関係を示すグラフである。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。図１３は、ホイールローダによる掘削作業を示す図である。図１４は、ホイールローダによる運搬および積込み作業を示す図である。図１５は、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である。図１６は、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である。図１７は、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である。図１８は、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である。図１９は、走行駆動装置および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である。図２０は、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である。図２１は、アシスト制御時のエネルギー分配方法を説明する図である。

―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、前部車体１１０と後部車体１２０とで構成される。前部車体１１０は、アーム１１１、バケット１１２、および前輪１１３等を有する。後部車体１２０は、運転室１２１、エンジン室１２２、および後輪１２３等を有する。

　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。

　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。

　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、作業装置１００Ｈと、走行駆動装置１００Ｄとを含む。作業装置１００Ｈは、例えば作業油圧装置である。

　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とを含み、油圧ポンプ１０からの圧油により駆動される。

　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る。油圧ポンプ１０の斜板１０ａの傾転角のことを、単に油圧ポンプ１０の傾転あるいはポンプ傾転ともいう。油圧ポンプ１０は、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とに供給する。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によって、回転数に対する吐出流量を制御することができる。

　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。

　運転室１２１内に設置される操作装置は、アームシリンダ１１７を伸縮する際に用いられ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られ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られるステアリングホイール（不図示）等を含む。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進／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。

　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る。図３に示すように、アームレバー５７のレバー操作量（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が所定値ｐａまで上昇する。

　レバー操作量Ｌが値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。バケットレバー５８は、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。

　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とバケットレバー５８とを操作することで、アームシリンダ１１７とバケットシリンダ１１５とを伸縮させて、アーム１１１の高さとバケット１１２の傾きとを制御し、掘削および荷役作業を行うことができる。

　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（Ｍ／Ｇ）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７と、コンバータ２７とを含む。蓄電素子７は、たとえばキャパシタである。走行駆動装置１００Ｄは、プロペラシャフト４０Ｆおよび４０Ｒと、デファレンシャル装置４１Ｆおよび４１Ｒと、アクスル４２Ｆおよび４２Ｒと、一対の前輪１１３および一対の後輪１２３とを含み、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で互いに連結されている。

　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。

　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。蓄電素子７の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にも供給される。こうして蓄電素子７が充電される。

　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。

　蓄電素子７は、ある程度の電気的仕事（たとえば数１０ｋＷで数秒程度の仕事）で発生する電力を蓄電し、かつ蓄電された電荷を所望の時期に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。

　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による変換で得られた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。

　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の回転で発生した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に供給される。蓄電素子７は、走行インバータ２４の変換により得られた直流電力により充電される。

　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、それぞれ演算処理装置を含む。各演算処理装置は、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。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。

　メインコントローラ２０には、前進／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のそれぞれからの信号が入力される。

　前進／後進切換スイッチ５１は、走行駆動装置１００Ｄによるホイールローダ１００の前進を指令する前進指令信号および走行駆動装置１００Ｄによるホイールローダ１００の後進を指令する後進指令信号を、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、アクセルペダルのペダル操作量を表す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、ホイールローダ１００の車速を表す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、アーム１１１の角度を表す角度信号をメインコントローラ２０に出力する。

　ポンプ圧センサ５５は、油圧ポンプ１０の吐出圧を検出して、油圧ポンプ１０の吐出圧を表す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、パイロット圧を表すレバー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によってレバー信号が出力されることを、単にアームレバー５７から指令が出力されるともいう。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、エンジン１の実回転数を表す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、走行モータ４の回転数を表すモータ回転数信号をメインコントローラ２０に出力する。

　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、設定したエンジン１の目標回転数を表す目標回転数指令をエンジンコントローラ２１に出力する。

　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ならびにインバータ２４および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に発生させるためにエンジン１の目標回転数を設定し、設定したエンジン１の目標回転数を表す目標回転数指令をエンジンコントローラ２１に出力する。

　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、設定されている。モータ要求トルクマップは、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に、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いる。メインコントローラ２０は、アクセル信号に応じたトルクカーブを決定し、そのトルクカーブを参照して、そのときの走行モータ４の回転数に対応するモータ要求トルクＴｒを決定する。

　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％の特性として決定する。メインコントローラ２０は、この１００％の最大出力特性と、そのときの走行モータ４の回転数とに基づいて、その回転数に対応したモータ要求トルクＴｒを求める。メインコントローラ２０は、このモータ要求トルク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、生成したモータ駆動信号を走行インバータ２４に出力する。

　メインコントローラ２０は、モータ／ジェネレータ５に発生させる電力の発電量を演算する。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の範囲においてモータ要求トルクＴｒに比例するように、設定されている。発電量マップは、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。このようにして、メインコントローラ２０は、モータ／ジェネレータ５に発電量Ｐｅの電力を発生させるため、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。それとともに、メインコントローラ２０は、モータ／ジェネレータ５が発電した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。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てもよい。たとえば、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。

　メインコントローラ２０は、演算した発電量Ｐｅに基づいてエンジン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の範囲において発電量Ｐｅに比例するように、設定されている。走行駆動装置用のエンジン制御マップは、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を演算する。メインコントローラ２０は、エンジンコントローラ２１に目標回転数Ｎｔを表す信号を出力する。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てもよい。たとえば、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。

　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の範囲においてパイロット圧ｐに比例するように、設定されている。作業装置用のエンジン制御マップは、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、エンジン回転数は最小回転数Ｎｔ＿ｍｉｎで制御され、パイロット圧ｐ＝ｐｂのときには、エンジン回転数は最大回転数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を演算する。メインコントローラ２０は、エンジンコントローラ２１にエンジン目標回転数Ｎｔを表す信号を出力する。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てもよい。たとえば、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。

　ホイールローダ１００は、走行しつつアーム１１１を上昇したり、掘削作業を行うなどの複合作業を行う。このとき、オペレータが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することによって、走行駆動装置１００Ｄおよび作業装置１００Ｈが同時に作動する。メインコントローラ２０は、走行駆動装置１００Ｄおよび作業装置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。

　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の範囲においてパイロット圧ｐに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ｐが所定値ｐ１よりも大きくなるにつれて、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および作業装置１００Ｈの複合動作時には、エンジン目標回転数Ｎｔに補正回転数ΔＮを加算することによってエンジン目標回転数Ｎｔｃを演算し（Ｎｔｃ＝Ｎｔ＋ΔＮ）、こうして得られた補正後のエンジン目標回転数Ｎｔｃを表す信号をエンジンコントローラ２１に出力する。補正前のエンジン目標回転数Ｎｔ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る。補正回転数ΔＮは、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る。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てもよい。たとえば、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。

　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によって出力された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。

　メインコントローラ２０は、蓄電素子７の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を所定範囲内におさめるように、蓄電素子７の充放電制御を行う。

　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とに基づいて、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１１１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。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１１１の高さを演算し、演算したアーム１１１の高さが所定値未満であるか否かを判定してもよい。

　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、レバー信号が表すパイロット圧ｐ＝ｐａ～ｐｂの範囲において傾転ｑがパイロット圧ｐに比例するように、設定されている。作業装置のみによる単独動作用の傾転制御マップは、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は、コントロールレバーの不感帯を考慮した最小レバー操作量Ｌａに対応する。パイロット圧ｐが所定値ｐａ以上のとき、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ｐ＝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）。

　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、レバー信号が表すパイロット圧ｐ＝ｐａ～ｐ２の範囲において傾転ｑがパイロット圧ｐに比例するように、設定されている。掘削作業用の傾転制御マップは、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。

　図９（ａ）に示すとおり、パイロット圧ｐが所定値ｐ２を超えたレバーストロークでは、傾転ｑは一定値ｑ＿Ｌをとることとする。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が前進することによりバケット１１２が土砂に突っ込んで土砂を掘削するときには牽引力が優先されるためである。

　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は、ホイールローダ１００がアーム１１１を上げながら走行するなど、上記掘削作業を除く複合動作を含む。複合動作用の傾転制御マップは、レバー信号が表すパイロット圧ｐ＝ｐ２～ｐｂの範囲において傾転ｑがパイロット圧ｐに比例するように、設定されている。複合動作用の傾転制御マップは、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。

　パイロット圧を表す信号（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によってレギュレータ６に出力される。レギュレータ６は、油圧ポンプ１０の傾転を調節する。油圧ポンプ１０の傾転は吐出容積に対応する。以下、ポンプコントローラ６０とレギュレータ６と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。

　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によって出力された目標駆動電流ｉ０に基づき、油圧ポンプ１０の傾転角を目標駆動電流ｉ０に対応する目標ポンプ傾転角に一致するよう制御する。レギュレータ６は、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によって出力された目標駆動電流ｉ０が電磁比例減圧弁６４に入力されると、その目標駆動電流ｉ０に比例した指令圧をサーボ弁６１に出力する。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の位置を制御する。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。

　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って、その導かれた吐出圧力が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。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。

　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。

　目標駆動電流ｉ０が値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１０において紙面に向かって左方向に押される。その場合、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、およびスプール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、油圧ポンプ１０の吐出圧力が通路６５を通って作用しているが、面積差によってサーボピストン６２は図１０において紙面に向かって右方に移動する。

　サーボピストン６２が図１０において紙面に向かって右方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図１０において紙面に向かって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１０において紙面に向かって左方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄの開口部とスプール６１ｂの切り欠きとが遮断されるまで行われ、それが完全に遮断されるとサーボピストン６２は停止する。

　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。

　図１１において、目標駆動電流ｉ０が値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に作用する。その場合、スプール６１ｂはスプリング６１ｃの力とつりあう位置まで図１０において紙面に向かって右方に移動する。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１０において紙面に向かって左方に移動し、大径室６２ｂの作動油はタンク９０に戻される。

　サーボピストン６２が図１０において紙面に向かって左方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図１０において紙面に向かって時計方向に回転し、サーボ弁６１のスリーブ６１ｄは図１０において紙面に向かって右方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄの開口部とスプール６１ｂの切り欠きとが遮断されるまで行われ、それが完全に遮断されるとサーボピストン６２は停止する。

　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。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。

　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１０において紙面に向かって左方に戻される。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およびスプール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１０において紙面に向かって右方に移動する。

　サーボピストン６２が図１０において紙面に向かって右方に移動すると、フィードバックレバー７１はピン７２を支点として図１０において紙面に向かって反時計方向に回転し、サーボ弁６１のスリーブ６１ｄは図１０において紙面に向かって左方向に移動する。サーボピストン６２の移動は、スリーブ６１ｄの開口部とスプール６１ｂの切り欠きとが遮断されるまで行われ、それが完全に遮断されるとサーボピストン６２は停止する。

　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。

　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が前進して土砂等をすくい込む。

　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、上述した掘削作業では、一般に、オペレータが、図１３に示すように土砂等の地山１３０にバケット１１２を貫入させ、バケット１１２を操作してからアーム１１１を上げ操作するか、あるいはバケット１１２とアーム１１１と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。

　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は一旦後退する。この実施形態では、オペレータが前進／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と判定される。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が前進し、ダンプトラックの手前で停止する。

　ホイールローダ１００は、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。ホイールローダ１００が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。そのため、ダンプトラックへ向けたホイールローダ１００の前進走行時には、適当なアーム１１１の上昇速度が得られることが望ましい。したがって、このとき、上述した複合動作が行われる。

　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。そのため、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、ホイールローダ１００が、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。

　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は元の位置に後退する。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の説明である。

　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。

　図１５に示すように、ステップＳ１では、メインコントローラ２０は、各種センサ、レバー、および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、および／または油圧ポンプ１０等の各部の駆動を制御する。

　メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００の状態が、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、掘削作業状態については個別に判定する。

　ステップＳ２では、メインコントローラ２０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ることによってアーム１１１の上昇指令がアームレバー５７から出力されていることと、前進／後進切換スイッチ５１が前進位置に操作されることによって走行駆動装置１００Ｄに対する前進指令が前進／後進切換スイッチ５１から出力されていることと、アーム角度センサ５４からの信号に基づいてアーム１１１の角度θが所定値θ１未満であることとが、いずれも満たされているか否かについて、メインコントローラ２０は判定する。アーム１１１の角度θが所定値θ１未満であるとき、アーム１１１の高さｈは所定値ｈ１未満である。図１に示すステップ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の状態が掘削作業状態であると判定し、本処理はステップＳ３に進んで掘削作業モードに入り、ステップＳ２で否定判定されると、本処理はステップＳ４に進む。

　ステップＳ４では、メインコントローラ２０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、メインコントローラ２０は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、メインコントローラ２０はペダル踏込無と判定する。

　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、ホイールローダ１００の状態が、走行駆動装置１００Ｄが駆動している走行状態であると判定する。本処理はステップＳ５に進み、メインコントローラ２０は、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の状態が、作業装置１００Ｈが駆動していない非作動状態であると判定する。本処理はステップ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で否定判定されると、メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００の状態が、走行駆動装置１００Ｄが駆動している走行状態であるとともに作業装置１００Ｈが駆動している作動状態であると判定する。本処理はステップＳ７に進んで走行駆動装置１００Ｄおよび作業装置１００Ｈによる複合動作のモードに入る。

　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、ホイールローダ１００の状態が、走行駆動装置１００Ｄが駆動していない非走行状態であると判定する。本処理はステップＳ８に進み、メインコントローラ２０は、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、ホイールローダ１００の状態が、作業装置１００Ｈが駆動している作業状態であると判定する。本処理はステップ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。

　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、掘削作業モードのステップＳ３０１において、メインコントローラ２０は、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、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ３１１に進む。

　ステップＳ３１１では、メインコントローラ２０は、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号とに基づき、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照してモータ要求トルクＴｒを演算し、本処理はステップＳ３１６に進む。ステップＳ３１６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ３２１に進む。ステップＳ３２１では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ３２６に進む。

　ステップＳ３２６では、メインコントローラ２０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補正回転数ΔＮを演算する。メインコントローラ２０は、こうして演算した補正回転数ΔＮをエンジン１の目標回転数Ｎｔに加えることによって、エンジン１の補正後の目標回転数Ｎｔｃを演算し、エンジン１の補正後の目標回転数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。

　ステップＳ３３１では、メインコントローラ２０は、ステップＳ３１６で演算された発電量Ｐｅの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。モータ／ジェネレータ５が発生させた３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５によって直流電力に変換され、走行インバータ２４には発電量Ｐｅの直流電力が供給される。

　ステップＳ３３６では、メインコントローラ２０は、Ｍ／Ｇインバータ２５から供給された直流電力を３相交流電力に変換させ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で直流化して得られた直流電力を３相交流電力に変換して走行モータ４に供給する。３相交流電力の供給により走行モータ４が回転駆動すると、ステップＳ３１１で演算されたモータ要求トルクＴｒに応じた回転トルクが発生し、その回転トルクによって走行駆動装置１００Ｄが駆動される。

　ステップＳ３４１では、メインコントローラ２０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。所定値ｑ＿Ｌは、たとえば、最大傾転ｑ＿ｍａｘの３０％程度である。

　ステップＳ３４６では、上述したステップ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ていることと、前進／後進切換スイッチ５１が前進位置に操作されていることと、アーム１１１の高さｈが所定値ｈ１未満であることとが検出されたか否かについて、メインコントローラ２０は判定する。

　ステップＳ３４６で、肯定判定されると、本処理はステップＳ３０６に戻って掘削作業モードが継続し、否定判定されると、掘削作業モードが終了し、本処理はステップＳ１にリターンする。

　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。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。しかし、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、最大吐出量は抑えられる。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。

　従来のトルクコンバータを有する作業車両では、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。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、それとともに、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。そのため、掘削作業を効率よく行うことができる。

　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において行われる処理が開始されると、ステップＳ５０３において、メインコントローラ２０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）、およびモータ要求トルクマップ（図４参照）を読み込み、本処理はステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５１１に進む。

　ステップＳ５１１では、メインコントローラ２０は、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号とに基づき、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照してモータ要求トルクＴｒを演算し、本処理はステップＳ５１６に進む。ステップＳ５１６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５２１に進む。

　ステップＳ５２１では、メインコントローラ２０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。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。

　ステップＳ５３１では、メインコントローラ２０は、ステップＳ５１６で演算された発電量Ｐｅの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。モータ／ジェネレータ５が発生させた３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５によって直流電力に変換され、走行インバータ２４には発電量Ｐｅの直流電力が供給される。

　ステップＳ５３６では、メインコントローラ２０は、Ｍ／Ｇインバータ２５から供給された直流電力を３相交流電力に変換させ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で直流化して得られた直流電力を３相交流電力に変換して走行モータ４に供給する。３相交流電力の供給により走行モータ４が回転駆動すると、ステップＳ５１１で演算されたモータ要求トルクＴｒに応じた回転トルクが発生し、その回転トルクによって走行駆動装置１００Ｄが駆動される。

　ステップＳ５４１では、メインコントローラ２０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、メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００の状態が、作業装置１００Ｈが駆動している作業状態であると判定する。本処理はステップ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、本処理はステップＳ５４６に進む。

　ステップＳ５４６では、メインコントローラ２０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のペダル操作量分だけ踏み込み操作されたか否かを判定する。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た結果、ステップＳ５４６で肯定判定されると、本処理はステップＳ５０６に戻って、走行駆動装置のみによる単独動作のモードが継続する。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た結果、ステップＳ５４６で否定判定されると、走行駆動装置のみによる単独動作のモードが終了し、本処理はステップＳ１にリターンする。

　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、メインコントローラ２０およびエンジンコントローラ２１はエンジン回転数を増加させ、それによって得られる余剰電力が蓄電素子７に充電される。

　このように、ホイールローダ１００の状態が、作業装置１００Ｈが駆動してしない非作動状態、かつ、走行駆動装置１００Ｄが駆動している走行状態であるときに設定される動作モード、すなわち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によって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。

　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。従来のトルクコンバータを有する作業車両では、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では、複合動作へ移行するモードにおいて行われる処理によりエンジン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。

　図１８に示すように、複合動作へ移行するモードにおいて行われる処理が開始されると、ステップＳ５５１で、メインコントローラ２０は、複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）を読み込み、本処理はステップＳ５５３に進む。

　ステップＳ５５３では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５５５に進む。ステップＳ５５５では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５５７に進む。ステップＳ５５７では、メインコントローラ２０は、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号とに基づき、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照してモータ要求トルクＴｒを演算し、本処理はステップＳ５５９に進む。

　ステップＳ５５９では、メインコントローラ２０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に出力する。コンバータ２７は、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。

　ステップＳ５６１では、メインコントローラ２０によって発電量抑制フラグがオンされ、本処理はステップＳ５６６に進む。ステップＳ５６６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５７１に進む。ステップＳ５７１では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５７３に進む。

　ステップＳ５７３では、メインコントローラ２０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を減じて得られる差を、補正後の発電量Ｐｅｃ＝Ｐｅ－ΔＰｅとして設定し、本処理はステップＳ５７６に進む。メインコントローラ２０は、ポンプ傾転角とポンプ吐出圧と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として決定する。

　ステップＳ５７６では、メインコントローラ２０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補正回転数ΔＮを演算する。メインコントローラ２０は、こうして演算した補正回転数ΔＮをエンジン１の目標回転数Ｎｔに加えることによって、エンジン１の補正後の目標回転数Ｎｔｃを演算し、エンジン１の補正後の目標回転数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。

　ステップＳ５８１では、ステップＳ５６６で演算された発電量Ｐｅｃ＝Ｐｅ－ΔＰｅの直流電力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が発生させた交流電力の出力が、上述したアシスト発電量ΔＰｅと等しい量だけ抑制される。モータ／ジェネレータ５が発生させた３相交流電力（Ｐｅｃ＝Ｐｅ－ΔＰｅ）は、Ｍ／Ｇインバータ２５によって直流電力（Ｐｅｃ）に変換される。この直流電力（Ｐｅｃ）に蓄電素子７からのアシスト発電量としての直流電力（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。

　ステップＳ５８６では、メインコントローラ２０は、直流電力を３相交流電力に変換させ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、走行インバータ２４に供給される直流電力（Ｐｅ）を３相交流電力に変換して走行モータ４に供給する。３相交流電力の供給により走行モータ４が回転駆動すると、ステップＳ５５７で演算されたモータ要求トルクＴｒに応じた回転トルクが発生し、その回転トルクによって走行駆動装置１００Ｄが駆動される。

　ステップＳ５９１では、メインコントローラ２０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モードの時、油圧ポンプ１０の傾転はパイロット圧ｐが所定値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、上述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。走行駆動装置のみによる単独動作のモードでは発生しない作業負荷が、レバー操作によりパイロット圧ｐが所定値ｐ１に達して複合動作のモードへ移行した直後もパイロット圧ｐが所定値ｐ２に達するまでは発生しないため、エンジン１が停止することを防止できる。

　ステップＳ５９６では、メインコントローラ２０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。メインコントローラ２０は、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と判断する。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、本処理はステップＳ１にリターンする。複合動作へ移行するモードの終了時には、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ５５５に戻って、複合動作へ移行するモードが継続する。

　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の駆動が制御される。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。

　走行中にオペレータがアームレバー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は直ちには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がアシストされ、アシストに対応する分だけ発電量が抑制され、発電負荷を抑えることができる。そのため、意図しないエンジン１の停止、すなわちエンジンストールを防止できる。

　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。

　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、上述した複合動作へ移行するモードになる。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電力Ｐｇｅの減少に対応して発電負荷Ｐｇｍが減少する分だけ作業負荷Ｐｐｍを増加することができ、作業負荷に余裕を持たせることができる。

　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オペレータがアームレバー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ジン１はエンジンストールすることがない。本実施の形態では、ステップＳ５５９において、走行モータ４がアシストされるとともに、ステップＳ５７６において、エンジン１の回転数が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に補正される。走行中に作業負荷が加わる際のレバー操作初期段階（パイロット圧ｐ＝ｐ１）では、作業負荷がまだ作用していない。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。

　図１９を参照して、走行駆動装置および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、走行駆動装置および作業装置による複合動作のモードにおいて行われる処理が開始されると、ステップＳ７０１で、メインコントローラ２０は、複合動作用の傾転制御マップ（図９（ｂ）参照）を読み込み、本処理はステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３では、メインコントローラ２０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）、およびモータ要求トルクマップ（図４参照）を読み込み、本処理はステップＳ７０５に進む。

　ステップＳ７０５では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ７０６に進む。ステップＳ７０６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ７１１に進む。

　ステップＳ７１１では、メインコントローラ２０は、読込んだアクセル信号とモータ回転数信号とに基づき、モータ要求トルクマップ（図４参照）を参照してモータ要求トルクＴｒを演算し、本処理はステップＳ７１６に進む。ステップＳ７１６では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ７２１に進む。ステップＳ７２１では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ７２６に進む。

　ステップＳ７２６では、メインコントローラ２０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補正回転数ΔＮを演算する。メインコントローラ２０は、こうし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に加えることによって、エンジン１の補正後の目標回転数Ｎｔｃを演算し、エンジン１の補正後の目標回転数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。

　ステップＳ７３１では、メインコントローラ２０は、ステップＳ７１６で演算された発電量Ｐｅの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。モータ／ジェネレータ５が発生させた３相交流電力は、Ｍ／Ｇインバータ２５によって直流電力に変換され、走行インバータ２４には発電量Ｐｅの直流電力が供給される。

　ステップＳ７３６では、メインコントローラ２０は、Ｍ／Ｇインバータ２５から供給された直流電力を３相交流電力に変換させ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で直流化して得られた直流電力を３相交流電力に変換して走行モータ４に供給する。３相交流電力の供給により走行モータ４が回転駆動すると、ステップＳ７１１で演算されたモータ要求トルクＴｒに応じた回転トルクが発生し、その回転トルクによって走行駆動装置１００Ｄが駆動される。

　ステップＳ７４１では、メインコントローラ２０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が所定値ｐ２以上の場合に増加する。

　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が所定値ｐ１以上かを判定する。

　ステップＳ７４６で、肯定判定されると、本処理はステップＳ７０６に戻って走行駆動装置および作業装置による複合動作のモードが継続し、否定判定されると、走行駆動装置および作業装置による複合動作のモードが終了し、本処理はステップＳ１にリターンする。

　このように、走行駆動装置および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の駆動が制御される。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、アームレバー５７の操作とアクセルペダルの操作とによって、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。

　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」の電磁保持位置に操作することによって電磁保持させ、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、ホイールローダ１００が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。

　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において行われる処理が開始されると、ステップＳ９０１で、メインコントローラ２０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）を読み込み、本処理はステップＳ９０３に進む。

　ステップＳ９０３では、メインコントローラ２０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、本処理はステップＳ９０６に進む。ステップＳ９０６では、メインコントローラ２０は、アクセル信号およびレバー信号を読み込み、本処理はステップＳ９２１に進む。

　ステップＳ９２１では、メインコントローラ２０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。

　ステップＳ９４１では、メインコントローラ２０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。

　ステップＳ９４６では、メインコントローラ２０は、アクセルペダルの踏み込み操作が無く、かつ、パイロット圧ｐがｐ１以上であるかを判定する。

　ステップＳ９４６で肯定判定されると、本処理はステップＳ９０６に戻って作業装置のみによる単独動作のモードが継続し、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が終了し、本処理はステップＳ１にリターンする。

　このように、ホイールローダ１００の状態が、作業装置１００Ｈが駆動している作動状態、かつ、走行駆動装置１００Ｄが駆動していない非走行状態であるときに設定される動作モード、すなわち作業装置のみによる単独動作のモードでは、メインコントローラ２０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）を参照する。その際、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。それとともに、メインコントローラ２０は、作業装置１００Ｈ用のエンジン制御マップ（図６参照）を参照する。その際、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で制御される。この場合、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。

　従来のトルクコンバータを有する作業車両では、積込み作業時、オペレータはブレーキペダルとアクセルペダルとをフル操作して、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。そのため、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。

　上述したように、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、車両の運転状況および充電率等に応じて、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。車両の運転状況は、例えば車速情報および／またはアクセルペダルのペダル操作量等により表される。

　以上で説明した本実施の形態におけるホイールローダ１００は、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の回転数が制御される。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。エンジンの回転数がアクセルペダルの操作量のみによって制御される従来の作業車両とは異なって、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が回転駆動され、走行駆動装置１００Ｄが駆動される。このようなホイールローダ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が制御されるとともに、コントロールレバーによりコントロールバルブ１１が制御されることによって作業装置１００Ｈが動作する。これにより、アクセルペダルを操作する必要無しに、コントロールレバー操作のみによって作業装置１００Ｈを操作することができる。

　従来のトルクコンバータを有する作業車両では、アクセルペダルの操作によりエンジン回転数を上昇させるとともに、コントロールレバーによりコントロールバルブを制御することによって、作業装置を操作していた。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することができるため、エンジン回転数の調整が容易であり、燃費や排出ガス、騒音の低減を図ることができる。

　（３）従来のトルクコンバータを有する作業車両では、走行時に作業負荷が作用した場合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、エンジン回転数を予め高く設定していた。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する際に、蓄電素子７からの電力により走行モータ４がアシストされ、アシストに対応する分だけモータ／ジェネレータ５の発電量が抑制されて発電負荷が低減されるので、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。

　（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が所定値ｐａより低い所定値ｐ１になったときに、エンジン回転数を上昇させる。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。パイロット圧ｐが所定値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。

　（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、牽引力を優先させる。コントロールレバーの操作量が大きくて油圧ポンプ１０の吐出圧が上昇した場合であっても、油圧ポンプ１０の傾転の増加が制限されていることで、吐出量は抑制され、アーム１１１の上昇速度を大き過ぎずかつ小さ過ぎない速度に制御することができる。従来のトルクコンバータを有する作業車両では、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。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するとともに、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。

　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）上述した実施の形態では、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。

（２）上述した実施の形態では、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が検出されたときとしたが、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が検出されたときに、アシスト制御を実行してもよい。さらに、図９（ｂ）の破線で示すように、複合動作用の傾転制御マップは、レバー信号が表すパイロット圧ｐ＝ｐａ～ｐｂの範囲において傾転ｑがパイロット圧ｐに比例するように設定されこととしてもよい。その場合、パイロット圧ｐ＝ｐａが検出され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。

（３）上述した実施の形態では、複合動作へ移行する時および複合動作時のいずれの時においても、同じ図９（ｂ）の傾転制御マップと同じ図７のエンジン回転数補正マップと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および複合動作時において、それぞれ、異なる傾転制御マップと異なるエンジン補正回転数マップとを用いてもよい。

（４）上述した実施の形態では、走行駆動装置１００Ｄが駆動している状態、すなわち走行状態であるか否かは、アクセルの踏込有／無によって検出され、作業装置１００Ｈが駆動している状態、すなわち作動状態であるか否かは、レバー操作有／無によって検出されることとして説明したが本発明はこれに限定されない。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であることが検出され、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であることが検出されることとしてもよい。ポンプ圧センサ５５により所定値以上の圧力（吐出圧）が検出されたときには作動状態であることが検出され、ポンプ圧センサ５５により所定値未満の圧力（吐出圧）が検出されたときには非作動状態であることが検出されることとしてもよい。

（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の傾転が所定値ｐａより大きい所定値ｐ２に達したときから増加することとしたが（図９（ｂ）参照）、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が抑制され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。

（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）を加算することによって、補正後の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。

（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。

（９）制御部の構成は上述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が有することによって、エンジンコントローラ２１が省略されてもよいし、メインコントローラ２０の機能が細分化されることによって、細分化された各機能に応じて個別に設けられたマイクロコンピュータがメインコントローラ２０に置き換わることとしてもよい。

（１０）上述した実施の形態では、アームレバー５７によりアームの上昇指令が出力されていることと、前進／後進切換スイッチ５１により走行駆動装置１００Ｄに対する前進指令が出力されていることと、アーム角度センサ５４からの信号に基づいて検出されたアーム１１１の角度が所定値未満であることとがいずれも満たされているときに、メインコントローラ２０は、ホイールローダ１００の状態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からの信号に基づいて検出された車速が所定値未満であることと、アクセルペダルセンサ５２からの信号に基づいて検出されたペダル操作量が所定値以上であることとがいずれも満たされているときに、ホイールローダ１００の状態が掘削作業状態であると判定してもよい。

（１１）上述した実施の形態では、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、１台のみの走行モータ４が設けられ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。

　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。

　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１２年第３１１４９号（２０１２年２月１５日出願）

Claims

　エンジンによって駆動される油圧ポンプからの圧油によって駆動される作業装置と、
　電力により駆動する走行モータにより駆動される走行駆動装置と、
　前記作業装置を制御するために操作される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部と、
　前記作業装置の作動状態および非作動状態を検出する作動状態検出部と、
　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部と、
　前記走行駆動装置の走行状態および非走行状態を検出する走行状態検出部と、
　前記作動状態検出部によって検出された前記作動状態および前記非作動状態の別と、前記走行状態検出部によって検出された前記走行状態および前記非走行状態の別とに応じて、前記レバー操作量および前記ペダル操作量のうちの少なくとも一方に基づいて前記エンジン回転数を制御するエンジン制御部とを備え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、
　前記エンジンにより駆動されて第１交流電力を発生する第１回転電機と、
　前記第１回転電機が発生させた前記第１交流電力を第１直流電力に変換する第１電力変換部と、
　第２直流電力を出力する蓄電部と、
　前記第１電力変換部によって変換された前記第１直流電力と、前記蓄電部から出力された前記第２直流電力とのうちの少なくとも一方を第２交流電力に変換する第２電力変換部と、
　前記走行モータであって、前記第２電力変換部によって変換された前記第２交流電力により駆動される第２回転電機とをさらに備え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、
　前記エンジン制御部は、前記作動状態検出部により前記非作動状態が検出され、かつ、前記走行状態検出部により前記走行状態が検出されると、前記ペダル操作量に基づいて前記エンジン回転数を制御し、
　前記エンジン制御部は、前記作動状態検出部により前記作動状態が検出され、かつ、前記走行状態検出部により前記非走行状態が検出されると、前記レバー操作量に基づいて前記エンジン回転数を制御するハイブリッド式作業車両。
　請求項２または３に記載のハイブリッド式作業車両において、
　前記第２直流電力の大きさに基づいて前記第１交流電力を抑制するアシスト／抑制制御部をさらに備え、
　前記走行状態検出部により前記走行状態が検出され、かつ、前記作動状態検出部により前記非作動状態が検出され、前記エンジン制御部により前記ペダル操作量に基づいた前記エンジン回転数に制御されている状態において、前記作動状態検出部により前記作動状態が検出されると、前記第２電力変換部が、前記第２直流電力と前記第１直流電力とを合算した電力を前記第２交流電力に変換するハイブリッド式作業車両。
　請求項２～４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、
　前記走行状態検出部により前記走行状態が検出され、かつ、前記作動状態検出部により前記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部により所定値以上の前記レバー操作量が検出されると、前記エンジン制御部は、前記ペダル操作量に基づく目標回転数よりもさらに前記エンジン回転数を上昇させるハイブリッド式作業車両。
　請求項２～５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、
　前記油圧ポンプは、前記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、
　前記油圧ポンプの傾転を前記レバー操作量に応じて増減させる傾転制御部と、
　前記ハイブリッド式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部とをさらに備え、
　前記傾転制御部は、前記作業状態判定部により前記ハイブリッド式作業車両が前記掘削作業状態であると判定されると、前記傾転を所定値に制限するハイブリッド式作業車両。
　請求項６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み、
　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および下降指令を出力し、
　前記ハイブリッド式作業車両は、
　前記アームの角度を検出するアーム角度検出部と、
　前記ハイブリッド式作業車両の前進を指令する前進指令および前記ハイブリッド式作業車両の後進を指令する後進指令を出力する前進／後進指令部とをさらに含み、
　前記コントロールレバーにより前記上昇指令が出力され、かつ、前記前進／後進指令部により前記前進指令が出力され、かつ、前記アーム角度検出部により前記角度が所定値未満であることが検出されると、前記作業状態判定部は、前記ハイブリッド式作業車両は掘削作業状態であると判定するハイブリッド式作業車両。
　請求項２～７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、
　前記走行状態検出部は、前記ペダル操作量検出部を含み、前記ペダル操作量検出部により第１所定値以上の前記ペダル操作量が検出されたときには前記走行状態を検出し、前記ペダル操作量検出部により前記第１所定値未満の前記ペダル操作量が検出されたときには前記非走行状態を検出するハイブリッド式作業車両。
　請求項２～７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、
　前記走行状態検出部は、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速度以上の車速が検出されたときには前記走行状態を検出し、前記車速センサにより前記所定速度未満の車速が検出されたときには前記非走行状態を検出するハイブリッド式作業車両。
　請求項２～９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、
　前記作動状態検出部は、前記レバー操作量検出部を含み、前記レバー操作量検出部により第２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動状態を検出し、前記レバー操作量検出部により前記第２所定値未満のレバー操作量が検出されたときには前記非作動状態を検出するハイブリッド式作業車両。
　請求項２～９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、
　前記作動状態検出部は、前記油圧ポンプの吐出圧を検出する圧力センサを含み、前記圧力センサにより所定圧力以上の圧力が検出されたときには前記作動状態を検出し、前記圧力センサにより前記所定圧力未満の圧力が検出されたときには前記非作動状態を検出するハイブリッド式作業車両。