JP2015107711A - ハイブリッド式作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 アイドルストップ制御状態にある電動機を速やかに駆動させることが可能なハイブリッド式作業車両を提供する。【解決手段】 エンジン３１、モータジェネレータ３６、リアモータ４３およびフロントモータ４６は、アイドルストップ制御装置６０を備えたＨＣＵ５０によって制御される。アイドルストップ制御装置６０は、通常制御状態であってモータ４３，４６が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、エンジン３１を停止させてアイドルストップ制御状態に切換える。また、アイドルストップ制御装置６０は、アイドルストップ制御状態であってモータ４３，４６を駆動するときに、エンジン３１を再始動させてモータジェネレータ３６による発電を行い通常制御状態に切換えると共に、キャパシタ４０の電力によってモータ４３，４６の駆動を行う。【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばエンジン、発電機および電動機を備えたハイブリッド式作業車両に関する。

ハイブリッド式作業車両として、所定条件でエンジンのアイドリングを停止するアイドルストップ機能を有するものが知られている（特許文献１参照）。例えば特許文献１に開示された作業車両は、エンジンと、エンジンの出力で駆動する油圧ポンプと、エンジンの出力で発電を行う発電機と、発電機による電力を蓄える蓄電装置と、発電機による電力または蓄電装置による電力によって駆動する走行電動機とを備えている。

この作業車両は、アクセルペダルが無操作の状態で一定時間が経過すると、エンジンを停止させてアイドルストップ制御状態に切換える。このようなアイドルストップ制御状態では、蓄電装置の電力を発電機に供給し、発電機を電動機として機能させて油圧ポンプを駆動する。これにより、油圧ポンプからの圧油をフロント（作業装置）の油圧アクチュエータに供給し、フロントを動作される。また、アクセルペダルが踏込まれた場合、またはフロント動作によって蓄電装置の蓄電量が少なくなった場合には、エンジンを再始動させてアイドルストップ制御状態を解除する。

特開２００５−１３３３１９号公報

ところで、特許文献１に記載された作業車両では、アイドルストップ制御状態におけるエンジンの駆動摩擦による動力損失を考慮して、エンジンの停止時には電磁クラッチによってエンジンと発電機とを切り離している。このため、アイドルストップ制御状態でアクセルペダルが踏込まれたときには、エンジンの再始動を行うものの、電磁クラッチによってエンジンと発電機が接続されるまでの間は、発電機によって発電を行うことができない。この結果、アクセルペダルの踏込み操作に応じて走行電動機を動作させるときに、電力不足が生じ、アイドルストップ制御状態では車両の走行開始時に走行電動機の駆動が不安定になる可能性がある。

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、本発明の目的は、アイドルストップ制御状態にある電動機を速やかに駆動させることができるハイブリッド式作業車両を提供することにある。

上述した課題を解決するため、請求項１の発明によるハイブリッド式作業車両は、自走可能な車体に搭載されたエンジンと、該エンジンによって駆動され電力を発生する発電機と、該発電機により発電された電力によって駆動される電動機と、前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置と、前記エンジンが駆動した通常制御状態と、前記エンジンが停止したアイドルストップ制御状態とを切換えるアイドルストップ制御装置とを備え、前記アイドルストップ制御装置は、前記通常制御状態であって前記電動機が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、前記エンジンを停止させて前記アイドルストップ制御状態に切換え、前記アイドルストップ制御状態であって前記電動機を駆動するときに、前記エンジンを再始動させて前記発電機による発電を行い前記通常制御状態に切換えると共に、前記蓄電装置の電力によって前記電動機の駆動を行う構成としている。

請求項２の発明では、前記電動機は、走行操作装置の操作に応じて回転トルクを発生させて前記車体の車輪を駆動する走行電動機であり、前記アイドルストップ制御装置は、前記走行電動機が停止した状態で前記通常制御状態から前記アイドルストップ制御状態に切換え、前記走行操作装置を予め決められた所定の走行開始手順で操作したときに、前記アイドルストップ制御状態から前記通常制御状態に切換える構成としている。

請求項３の発明では、前記アイドルストップ制御装置は、前記アイドルストップ制御状態から前記通常制御状態に切換えて前記走行電動機の再始動を行うときに、前記蓄電装置の出力に応じて前記走行電動機の要求出力を制限する走行出力制限部を有している。

請求項４の発明では、前記走行操作装置は、前記車体の前進、後進、中立のいずれかに切り換える前後進切換え操作装置と、前記車体の制動操作を行うブレーキ操作装置とを含み、前記アイドルストップ制御装置は、前記前後進切換え操作装置が前進または後進に切換えられ、かつ前記ブレーキ操作装置によって制動操作が行われたときに、前記所定の走行開始手順で操作されたものと判定している。

請求項５の発明では、前記エンジンによって駆動され油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプをさらに備え、前記アイドルストップ制御装置は、前記通常制御状態であって前記電動機と前記油圧アクチュエータの両方が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、前記エンジンを停止させて前記アイドルストップ制御状態に切換え、前記アイドルストップ制御状態であって前記油圧アクチュエータを駆動するときに、前記エンジンを再始動させて前記通常制御状態に切換える構成としている。

請求項１の発明によれば、アイドルストップ制御装置は、通常制御状態であって電動機が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、エンジンを停止させてアイドルストップ制御状態に切換える。このため、不要なエンジンの駆動を抑制して、燃費を向上させることができる。また、アイドルストップ制御装置は、アイドルストップ制御状態であって電動機を駆動するときに、エンジンを再始動させて発電機による発電を行い通常制御状態に切換えると共に、蓄電装置の電力によって電動機の駆動を行う。このため、蓄電装置からの電力によって電動機を速やかに駆動することができる。これに加えて、電動機の駆動と一緒にエンジンを再始動し、発電機からの電力を電動機に供給することができる。この結果、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換わるときには、蓄電装置による電力に加えて、発電機による電力を電動機に供給することができ、電力不足を抑制しつつ電動機を速やかに駆動することができる。

請求項２の発明によれば、アイドルストップ制御装置は、走行操作装置を予め決められた所定の走行開始手順で操作したときに、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換える。このため、アイドルストップ制御装置は、アイドルストップ制御状態で走行操作装置を操作したときでも、所定の走行開始手順と異なるときには、アイドルストップ制御状態を解除しない。従って、オペレータが明確な意思をもって走行操作装置を操作したときに限ってアイドルストップ制御状態を解除して走行電動機を駆動することができ、走行電動機の誤作動を防止することができる。

請求項３の発明によれば、アイドルストップ制御装置は走行出力制限部を有する。アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換えるときには、走行電動機の再始動とエンジンの再始動を一緒に行う。このとき、エンジンの起動が完了するまでの間は、発電機から供給される電力が変動し、走行電動機の駆動状態が不安定になる虞れがある。これに対し、走行出力制限部は、走行電動機の再始動時には、蓄電装置の出力に応じて走行電動機の要求出力を制限するから、蓄電装置からの電力によって走行電動機を安定して再始動させることができる。

請求項４の発明によれば、アイドルストップ制御装置は、前後進切換え操作装置が前進または後進に切換えられ、かつブレーキ操作装置によって制動操作が行われたときに、所定の走行開始手順で操作されたものと判定する。即ち、アイドルストップ制御装置は、前後進切換え操作装置の切換え操作とブレーキ操作装置の制動操作との２つの操作が行われたときに、アイドルストップ制御状態を解除する。このため、オペレータが明確な意思をもって走行開始の操作を行ったときに、走行電動機を再始動することができる。

請求項５の発明によれば、アイドルストップ制御装置は、通常制御状態であって電動機と油圧アクチュエータの両方が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、アイドルストップ制御状態に切換える。このため、電動機と油圧アクチュエータの両方が停止状態となったときに、エンジンを停止させることができる。また、アイドルストップ制御装置は、アイドルストップ制御状態であって油圧アクチュエータを駆動するときに、エンジンを再始動させて通常制御状態に切換える。このため、アイドルストップ制御状態で油圧アクチュエータを駆動するときには、エンジンを再始動させて油圧ポンプを駆動することができ、油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに供給することができる。

本発明の第１の実施の形態に適用されるホイールローダを示す正面図である。 第１の実施の形態によるホイールローダに搭載される油圧システムと電動システムを示すブロック図である。 第１の実施の形態によるハイブリッドコントロールユニットを示すブロック図である。 図３中の踏込み量制限部を示すブロック図である。 図４中の上限値出力部から出力される踏込み量上限値の時間変化を示す特性線図である。 図３中のアイドルストップ制御装置による通常制御処理を示す流れ図である。 図３中のアイドルストップ制御装置によるアイドルストップ制御処理を示す流れ図である。 車体速度の時間変化を示す特性線図である。 第２の実施の形態によるハイブリッドコントロールユニットを示すブロック図である。 図９中のアイドルストップ制御装置による通常制御処理を示す流れ図である。 図９中のアイドルストップ制御装置によるアイドルストップ制御処理を示す流れ図である。

以下、本発明の実施の形態に係るハイブリッド式作業車両として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。

図１ないし図８は、本発明の第１の実施の形態を示している。図において、１はハイブリッド式のホイールローダを示している。このホイールローダ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とを有する。このとき、前車輪２と後車輪４が、本発明の車輪を構成し、前部車体３と後部車体５が、本発明の車体を構成している。前部車体３と後部車体５とは、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。

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が設けられている。このステアリングシリンダ７を伸長または縮小させることにより、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。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車両として構成されている。

前部車体３には、左，右方向に延びる前車軸８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が設けられ、このデファレンシャル機構８Ａは、プロペラシャフト９を介して後述のリアモータ４３およびフロントモータ４６に接続されている。

一方、後部車体５には、左，右方向に延びる後車軸１０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が設けられ、このデファレンシャル機構１０Ａは、プロペラシャフト９を介してリアモータ４３およびフロントモータ４６に接続されている。

従って、モータ４３，４６によってプロペラシャフト９が回転すると、プロペラシャフト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。

１１は前部車体３に設けられた作業装置（フロント）を示し、この作業装置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、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。

１６は後部車体５に設けられたキャブを示し、このキャブ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。キャブ１６内には、オペレータが着席する運転席（図示せず）に加えて、例えばオペレータによって操作されるステアリングホイール（図示せず）、前後進切換えレバー１７、アクセルペダル１８およびブレーキペダル１９が設けられている。前後進切換えレバー１７、アクセルペダル１８およびブレーキペダル１９は、車両の走行を操作する走行操作装置２０を構成している。また、キャブ１６内には、作業装置１１を操作するための作業用の操作レバー２１，２２が設けられている。

前後進切換えレバー１７は、車両の前進と後進を切換える前後進切換え操作装置を構成し、車両を前進させる前進位置と、車両を後進させる後進位置と、前進と後輪のいずれも行わない中立位置とに切換わる。前後進切換えレバー１７には、前進位置、後進位置、中立位置のいずれの位置にあるかを検出する前後進切換えレバーセンサ１７Ａが設けられている。前後進切換えレバーセンサ１７Ａは、前後進切換えレバー１７の操作位置Ｓ1を検出し、その検出結果をハイブリッドコントロールユニット５０（以下、ＨＣＵ５０という）に出力する。なお、前後進切換え操作装置は、前後進切換えレバー１７に限らず、例えば切換えペダル、切換えスイッチ等によって構成してもよい。

アクセルペダル１８は、車両の加速を操作するアクセル操作装置を構成する。このため、ホイールローダ１は、アクセルペダル１８の踏込み量に応じて、走行トルクを発生させる。アクセルペダル１８には、その踏込み量を検出するアクセルペダル踏込み量センサ１８Ａが設けられている。アクセルペダル踏込み量センサ１８Ａは、アクセルペダル踏込み量Ｓ2を検出して、その検出結果をＨＣＵ５０に出力する。なお、アクセル操作装置は、足踏み操作を行うアクセルペダル１８に限らず、例えば手動操作を行うアクセルレバー等によって構成してもよい。

ブレーキペダル１９は、車両の制動を操作するブレーキ操作装置を構成する。このため、ホイールローダ１は、ブレーキペダル１９の踏込み量に応じて、制動力を発生させる。ブレーキペダル１９には、その踏込み量を検出するブレーキペダル踏込み量センサ１９Ａが設けられている。ブレーキペダル踏込み量センサ１９Ａは、ブレーキペダル踏込み量Ｓ3を検出して、その検出結果をＨＣＵ５０に出力する。なお、ブレーキ操作装置は、足踏み操作を行うブレーキペダル１９に限らず、例えば手動操作を行うブレーキレバー等によって構成してもよい。

操作レバー２１，２２は、作業装置１１が回動動作する操作位置と、作業装置１１を停止させる停止位置とに切換わる。操作レバー２１は、アーム１２の俯仰動を操作するものである。操作レバー２２は、ローダバケット１３の回動を操作するものである。操作レバー２１，２２には、操作位置と停止位置のいずれの位置にあるかを検出する操作レバーセンサ２１Ａ，２２Ａがそれぞれ設けられている。操作レバーセンサ２１Ａ，２２Ａは、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5を検出し、その検出結果をＨＣＵ５０に出力する。

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いる。以下、ホイールローダ１のシステム構成について図２ないし図７を参照して説明する。

３１は後部車体５に搭載されたエンジンを示し、このエンジン３１は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関によって構成される。エンジン３１の出力側には、後述の油圧ポンプ３３とモータジェネレータ３６とが機械的に直列接続して取付けられ、これら油圧ポンプ３３とモータジェネレータ３６とは、エンジン３１によって駆動される。ここで、エンジン３１の作動はエンジンコントロールユニット３２（以下、ＥＣＵ３２という）によって制御され、ＥＣＵ３２は、ＨＣＵ５０からの指令信号Ｓeに基づいて、エンジン３１の回転速度（エンジン回転数）を制御する。また、エンジン３１には、エンジン回転数ωe0を検出するエンジン回転数センサ３１Ａが取付けられている。エンジン回転数センサ３１Ａは、エンジン回転数ωe0を検出して、その検出結果をＨＣＵ５０に出力する。

３３はエンジン３１によって駆動される油圧ポンプを示し、この油圧ポンプ３３は、タンク３４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。

油圧ポンプ３３およびタンク３４と各シリンダ７，１４，１５との間を接続する主管路の途中には、コントロールバルブ３５が設けられている。コントロールバルブ３５は、キャブ１６内に配置されたステアリングホイールや作業用の操作レバー２１，２２に対する操作に応じて、油圧ポンプ３３から吐出した圧油を各シリンダ７，１４，１５に選択的に供給または排出する。

３６はエンジン３１によって駆動されるモータジェネレータ（ＭＧ）を示し、このモータジェネレータ３６は、例えば同期電動機等によって構成される。このモータジェネレータ３６は、エンジン３１を動力源に発電機として働きキャパシタ４０やモータ４３，４６への電力供給を行う回生と、キャパシタ４０の電力を動力源にモータとして働きエンジン３１の駆動をアシストする力行との２通りの役割を果たす。従って、作業装置１１の動作は、エンジン３１のトルクと、状況に応じてモータジェネレータ３６のアシストトルクによる油圧ポンプ３３の駆動によって行われる。また、車両の走行は、モータジェネレータ３６の発電電力とキャパシタ４０の電力を用いたモータ４３，４６のトルクによって行われる。

図２に示すように、モータジェネレータ３６は、モータジェネレータ用インバータ３７（以下、ＭＧ−ＩＮＶ３７という）を介して一対の直流母線３８Ａ，３８Ｂに接続されている。モータジェネレータ３６は、エンジン３１によって駆動されることにより発電し、発電した電力を直流母線３８Ａ，３８Ｂに供給する。

ＭＧ−ＩＮＶ３７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、モータジェネレータコントロールユニット３９（以下、ＭＧＣＵ３９という）によって各スイッチング素子のオン／オフが制御される。直流母線３８Ａ，３８Ｂ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。

モータジェネレータ３６の発電時には、ＭＧ−ＩＮＶ３７は、モータジェネレータ３６からの交流電力を直流電力に変換してモータ４３，４６に供給する。そして、ＭＧＣＵ３９は、ＨＣＵ５０からのＭＧトルク指令値Ｔmgに基づいて、ＭＧ−ＩＮＶ３７の各スイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、ＭＧＣＵ３９は、モータジェネレータ３６の出力を制御する。

４０はモータジェネレータ３６によって発電された電力を蓄える蓄電装置としてのキャパシタを示している。このキャパシタ４０は、例えば電気二重層のキャパシタによって構成され、チョッパ４１を介して直流母線３８Ａ，３８Ｂに接続されている。また、キャパシタ４０の出力端子には、電圧センサ４０Ａが接続して設けられる。電圧センサ４０Ａは、キャパシタ４０の端子電圧（キャパシタ電圧Ｖc）を検出し、検出結果をＨＣＵ５０に出力する。

ここで、キャパシタ４０は、モータジェネレータ３６の回生時（発電時）にはモータジェネレータ３６から供給される電力を充電し、モータジェネレータ３６の力行時（アシスト駆動時）にはモータジェネレータ３６に向けて駆動電力を供給する。また、キャパシタ４０は、モータ４３，４６の回生時にはモータ４３，４６から供給される回生電力を充電し、モータ４３，４６の力行時にはモータ４３，４６に向けて駆動電力を供給する。このように、キャパシタ４０は、モータジェネレータ３６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の制動時にモータ４３，４６が発生した回生電力を吸収し、直流母線３８Ａ，３８Ｂの電圧を一定に保つ。

チョッパ４１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たチョッパ回路によって構成され、各スイッチング素子のオン／オフは、キャパシタコントロールユニット４２（以下、ＣＣＵ４２という）によって制御される。ＣＣＵ４２は、ＨＣＵ５０から指令信号に応じて、チョッパ４１を降圧回路または昇圧回路として機能させる。これにより、チョッパ４１の充電または放電を行うことができる。

なお、蓄電装置は、キャパシタ４０に限らず、例えばリチウムイオン電池等の充電池（二次電池）によって構成してもよい。この場合、チョッパ４１は、必ずしも蓄電装置に接続する必要はなく、省いてもよい。

４３はモータジェネレータ３６またはキャパシタ４０からの電力によって駆動される走行電動機としてのリアモータ（ＲＭ）を示し、このリアモータ４３は、例えば三相誘導電動機によって構成され、後部車体５に設けられている。リアモータ４３には、その回転速度（モータ回転数ωm0）を検出するモータ回転数センサ４３Ａが取付けられている。モータ回転数センサ４３Ａは、リアモータ４３のモータ回転数ωm0を検出し、その検出結果をＨＣＵ５０に出力する。

図２に示すように、リアモータ４３は、リアモータ用インバータ４４（以下、ＲＭ−ＩＮＶ４４という）を介して直流母線３８Ａ，３８Ｂに接続されている。リアモータ４３は、キャパシタ４０やモータジェネレータ３６からの電力を受けて加速する力行と、制動時の余分なトルクで発電してキャパシタ４０を蓄電する回生との２通りの役割を果たす。このため、力行時のリアモータ４３には、モータジェネレータ３６等からの電力が直流母線３８Ａ，３８Ｂを介して供給される。これにより、リアモータ４３は、走行操作装置２０の操作に応じて回転トルクを発生させて、前車輪２および後車輪４を駆動し、ホイールローダ１を走行させる。

ＲＭ−ＩＮＶ４４は、ＭＧ−ＩＮＶ３７と同様に、複数のスイッチング素子を用いて構成される。ＲＭ−ＩＮＶ４４は、リアモータコントロールユニット４５（以下、ＲＭＣＵ４５という）によって各スイッチング素子のオン／オフが制御されることにより、直流母線３８Ａ，３８Ｂ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リアモータ４３に供給する。

ＲＭＣＵ４５は、ＨＣＵ５０からのトルク指令値Ｔrmに基づいて、ＲＭ−ＩＮＶ４４の各スイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、ＲＭＣＵ４５は、リアモータ４３の出力トルクを制御する。

４６はモータジェネレータ３６またはキャパシタ４０からの電力によって駆動される走行電動機としてのフロントモータ（ＦＭ）を示し、このフロントモータ４６は、例えば三相誘導電動機によって構成され、前部車体３に設けられている。フロントモータ４６も、リアモータ４３と同様に、走行操作装置２０の操作に応じて回転トルクを発生させて、前車輪２および後車輪４を駆動し、ホイールローダ１を走行させる。

フロントモータ４６とリアモータ４３は、いずれもプロペラシャフト９を回転させるものであり、両者の回転速度（モータ回転数）はほぼ同じ値になる。このため、フロントモータ４６の回転速度は、リアモータ４３のモータ回転数センサ４３Ａによって検出することができる。なお、フロントモータ４６の回転速度は、リアモータ４３の回転速度とは別個に検出してもよい。

フロントモータ４６は、フロントモータ用インバータ４７（以下、ＦＭ−ＩＮＶ４７という）を介して直流母線３８Ａ，３８Ｂに接続されている。フロントモータ４６は、リアモータ４３と同様に、力行と回生との２通りの役割を果たす。フロントモータ４６の回転軸は、プロペラシャフト９の回転軸と同軸である。このため、フロントモータ４６は、例えばリアモータ４３の牽引力が不足した場合に、キャパシタ４０やモータジェネレータ３６からの電力により作動し、リアモータ４３をアシストする。

ＦＭ−ＩＮＶ４７は、ＲＭ−ＩＮＶ４４とほぼ同様に構成される。ＦＭ−ＩＮＶ４７は、フロントモータコントロールユニット４８（以下、ＦＭＣＵ４８という）によって各スイッチング素子のオン／オフが制御されることにより、直流母線３８Ａ，３８Ｂ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フロントモータ４６に供給する。

ＦＭＣＵ４８は、ＨＣＵ５０からのトルク指令値Ｔfmに基づいて、ＦＭ−ＩＮＶ４７の各スイッチング素子のオン／オフを制御する。これにより、ＦＭＣＵ４８は、フロントモータ４６の出力トルクを制御する。

５０はハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）を示し、このＨＣＵ５０は、例えばマイクロコンピュータによって構成されると共に、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を用いてＥＣＵ３２、ＣＣＵ４２、ＭＧＣＵ３９、ＲＭＣＵ４５、ＦＭＣＵ４８に電気的に接続されている。また、ＨＣＵ５０には、前後進切換えレバーセンサ１７Ａ、アクセルペダル踏込み量センサ１８Ａ、ブレーキペダル踏込み量センサ１９Ａ、操作レバーセンサ２１Ａ，２２Ａ、エンジン回転数センサ３１Ａ、電圧センサ４０Ａ、モータ回転数センサ４３Ａが接続されると共に、ホイールローダ１の車体速度ｖを検出する車体速度センサ４９に接続されている。これにより、ＨＣＵ５０には、前後進切換えレバー１７の操作位置Ｓ1、アクセルペダル踏込み量Ｓ2、ブレーキペダル踏込み量Ｓ3、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5、エンジン回転数ωe0、キャパシタ電圧Ｖc、リアモータ４３のモータ回転数ωm0、車体速度ｖが入力される。なお、車体速度ｖは、モータ回転数センサ４３Ａによって検出されたモータ回転数に基づいて算出してもよい。

図３に示すように、ＨＣＵ５０は、走行出力演算部５１、ポンプ出力演算部５２、キャパシタ要求出力演算部５３、ＭＧ要求発電電力演算部５４、エンジン回転数指令演算部５５、ＭＧトルク指令演算部５６、走行トルク演算部５７、トルク分配演算部５８を備える。これらの演算部５１〜５８は、エンジン３１が駆動した通常状態での制御を行う通常制御部５９を構成している。

走行出力演算部５１は、現在の車体速度ｖとアクセルペダル踏込み量Ｓ2に基づいて走行要求出力Ｐtを演算する。ポンプ出力演算部５２は、エンジン回転数ωe0に基づいてエンジン３１によって現在出力可能な出力を演算する。その上で、ポンプ出力演算部５２は、その出力値を、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5によって決まるポンプ要求出力と走行要求出力Ｐtに基づいて、油圧ポンプ３３の駆動用と走行用とに分配し、ポンプ出力指令Ｐ1と走行出力指令Ｐ2を出力する。

キャパシタ要求出力演算部５３は、走行要求出力Ｐtと現在のキャパシタ電圧Ｖcに基づいて走行要求出力Ｐtのうちキャパシタ４０の担当分をキャパシタ要求出力Ｐcとして演算する。ＭＧ要求発電電力演算部５４は、走行出力指令Ｐ2とキャパシタ要求出力Ｐcとの差分を演算し、その演算結果をＭＧ要求発電電力Ｐmgとして出力する。このとき、ＭＧ要求発電電力Ｐmgはモータジェネレータ３６に要求される発電電力に相当する。

エンジン回転数指令演算部５５は、ポンプ出力指令Ｐ1とＭＧ要求発電電力Ｐmgの合計値をエンジン３１の必要出力として、その値に基づいてエンジン回転数指令ωeを演算し、ＥＣＵ３２に出力する。ＭＧトルク指令演算部５６は、ＭＧ要求発電電力Ｐmgとエンジン回転数指令ωeとに基づいて、モータジェネレータ３６に要求されるＭＧトルク指令値Ｔmgを演算し、この演算結果をＭＧＣＵ３９に出力する。

走行トルク演算部５７は、走行要求出力Ｐtに基づいてリアモータ４３およびフロントモータ４６に要求される走行要求トルクＴtを演算する。トルク分配演算部５８は、現在のモータ回転数ωm0に基づいて、走行要求トルクＴtをリアモータ４３とフロントモータ４６に分配し、リアモータ４３側のトルク指令値ＴrmをＲＭＣＵ４５に出力し、フロントモータ４６側のトルク指令値ＴfmをＦＭＣＵ４８に出力する。

ＨＣＵ５０は、エンジン３１が駆動した通常制御状態と、エンジン３１が停止したアイドルストップ制御状態とを切換えるアイドルストップ制御装置６０を備える。

アイドルストップ制御装置６０は、通常制御状態であってリアモータ４３およびフロントモータ４６が停止状態で予め決められた所定条件（アイドルストップ開始条件）を満たすときに、エンジン３１を停止させてアイドルストップ制御状態に切換える。

一方、アイドルストップ制御装置６０は、アイドルストップ制御状態であってリアモータ４３およびフロントモータ４６を駆動するときに、エンジン３１を再始動させて通常制御状態に切換えると共に、キャパシタ４０の電力によってモータ４３，４６の駆動を行う。

具体的には、アイドルストップ制御装置６０は、通常制御状態では、図６に示す通常制御処理を行い、アイドルストップ制御状態では、図７に示すアイドルストップ制御処理を行う。

また、アイドルストップ制御装置６０は、モータ４３，４６の要求出力を制限するために、アクセルペダル踏込み量Ｓ2を制限する踏込み量制限部６１を有する。この踏込み量制限部６１は、走行出力制限部を構成し、走行出力演算部５１の前段に設けられている。踏込み量制限部６１は、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換えてリアモータ４３またはフロントモータ４６の再始動を行うときに、キャパシタ４０の出力に応じてモータ４３，４６に供給する電力を制限する。

踏込み量制限部６１は、踏込み量上限値Ｓlimを出力する上限値出力部６１Ａと、踏込み量上限値Ｓlimと実際のアクセルペダル踏込み量Ｓ2とのうち小さい方の値を選択して選択値Ｓ21として出力する比較器６１Ｂとを備える。ここで、踏込み量上限値Ｓlimは、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の上限値を制限するものであり、時間経過やエンジン３１の始動状況に応じて徐々に制限が緩くなる。例えば図５に示すように、アイドルストップ解除のタイミング、即ちエンジン３１の再始動のタイミングからの時間経過に比例して、踏込み量上限値Ｓlimは、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の上限値の０％から徐々に増加する。そして、踏込み量制限部６１は、アイドルストップ解除のタイミングから所定時間が経過すると、エンジン３１が完全に立ち上がった状態になったものと判断し、踏込み量上限値Ｓlimは、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の上限値の１００％になり、制限を解除する。

なお、踏込み量上限値Ｓlimがアクセルペダル踏込み量Ｓ2の上限値の１００％に到達する前に、エンジン３１の立ち上がりが完了することがある。この場合でも、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の制限を急に解除すると、急加速が生じて、車両が不安定になる可能性がある。このため、踏込み量制限部６１は、アクセルペダル１８の踏込みを継続している間は、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の制限を継続し、踏込み量上限値Ｓlimを徐々に増加させる。

但し、オペレータがアクセルペダル１８の踏込みを解除した後にアクセルペダル１８を再度踏込んだときには、車両が急加速する可能性は低くなる。このため、図５中の破線で示すように、アクセルペダル１８の踏込みを解除してアクセルペダル踏込み量Ｓ2がゼロになったときに、エンジン３１の立ち上がりが完了していれば、所定時間の経過前であっても、踏込み量制限部６１は、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の制限を解除する。

次に、アイドルストップ制御装置６０による通常制御処理について、図６を参照しつつ説明する。

ステップ１では、アイドルストップ開始条件を満たすか否かを判定する。具体的には、前後進切換えレバー１７が中立位置にあり、かつ操作レバー２１，２２とアクセルペダル１８の操作がないときに、アイドルストップ制御装置６０は、予め決められた所定のアイドルストップ開始条件を満たすものとして、「ＹＥＳ」と判定する。逆に、前後進切換えレバー１７が前進位置または後進位置にあるとき、または操作レバー２１，２２とアクセルペダル１８のうち少なくともいずれか１つが操作されているときには、アイドルストップ開始条件を満たさないものとして、「ＮＯ」と判定する。

ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ２に移行してアイドルストップ開始条件を満たしている間の時間を計測するためにタイムカウントを行い、ステップ５に移行する。

一方、ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３に移行してタイムカウントをリセットする。その後、ステップ４で通常時の走行トルク制御処理を行い、ステップ１に戻る。この通常時の走行トルク制御処理では、通常制御部５９は、エンジン３１が駆動した状態で、走行操作装置２０の操作に応じて、エンジン３１、モータジェネレータ３６、リアモータ４３およびフロントモータ４６を制御する。

ステップ５では、タイムカウントの値が予め決められた一定値（閾値）を超えたか否かを判定する。このとき、アイドルストップを行うか否かを決める一定値は、車両の使用状況等を考慮して適宜設定されるものであり、例えば数秒程度でもよく、完全な休止状態を検出する場合には数十秒程度でもよい。

ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、タイムカウントの値がアイドルストップを行うために必要な一定値に到達しておらず、車両の停止状態の継続が不十分だから、ステップ１に戻る。

一方、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、タイムカウントの値がアイドルストップを行うために必要な一定値を超えており、車両の停止状態が十分に継続していると考えられる。このため、ステップ６に移行してアイドルストップを実行する。具体的には、アイドルストップ制御装置６０は、ＥＣＵ３２に向けてアイドルストップを行うための信号Ｓirを出力し、ＥＣＵ３２はエンジン３１に対する燃料噴射を停止する。その後、ステップ７では、アクセルペダル踏込み量Ｓ2に拘らず、ＲＭＣＵ４５およびＦＭＣＵ４８に向けてゼロトルク指令（ゼロとなったトルク指令Ｔrm，Ｔfm）を出力し、ステップ８に移行して、後述するアイドルストップ制御処理を実行する。

次に、アイドルストップ制御装置６０によるアイドルストップ制御処理について、図７を参照しつつ説明する。

ステップ１１では、所定の走行操作手順を満たすか否かを判定する。具体的には、前後進切換えレバー１７の操作位置Ｓ1が前進位置または後進位置にあり、かつブレーキペダル踏込み量Ｓ2が一定値を超えて制動操作が行われているときに、アイドルストップ制御装置６０は、所定の走行操作手順を満たすものとして、「ＹＥＳ」と判定する。逆に、前後進切換えレバー１７が中立位置にあるとき、またはブレーキペダル踏込み量Ｓ3が一定値に到達していないとき、所定の走行操作手順を満たさないものとして、「ＮＯ」と判定する。

ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときには、車両の停止状態を維持し、ステップ１１を繰り返す。一方、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ１２に移行する。このステップ１２では、モータジェネレータ３６を用いてエンジン３１を再始動するために、ＭＧＣＵ３９にトルク指令を出力すると共に、ＥＣＵ３２に再始動用の信号Ｓrsを出力して、エンジン３１に対する燃料噴射を再開する。その後のステップ１３では、ＲＭＣＵ４５およびＦＭＣＵ４８に対するゼロトルク指令を解除する。

続くステップ１４では、走行トルク制限が解除可能か否かを判定する。具体的には、アクセルペダル踏込み量Ｓ2がゼロであり、かつエンジン３１の立ち上がりが完了してエンジン回転数ωe0が一定値を超えているときに、アイドルストップ制御装置６０は、走行トルク制限の解除条件を満たすものとして、「ＹＥＳ」と判定する。逆に、アクセルペダル踏込み量Ｓ2がゼロよりも大きいとき、またはエンジン回転数ωe0が一定値を超えていないときには、走行トルク制限の解除条件を満たさないものとして、「ＮＯ」と判定する。

ステップ１４で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ１５に移行して、踏込み量制限部６１によってアクセルペダル踏込み量ωe0の上限値を制限し、ステップ１４に戻る。

一方、ステップ１４で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ１６に移行して、通常制御処理に復帰する。

本実施の形態によるハイブリッド式のホイールローダ１は、上述の如き構成を有するもので、以下、その動作について説明する。

まず、オペレータは、キャブ１６に搭乗して運転席に着席し、イグニッションキー（図示せず）を操作することによって、エンジン３１の駆動を開始する。このとき、アイドルストップ制御装置６０は通常制御処理を実行する。このため、オペレータが前後進切換えレバー１７、アクセルペダル１８等を操作することにより、エンジン３１によって油圧ポンプ３３から圧油が吐出されると共に、モータジェネレータ３６は発電駆動する。

これにより、モータジェネレータ３６からの電力が直流母線３８Ａ，３８Ｂを介してリアモータ４３およびフロントモータ４６に供給され、モータ４３，４６はプロペラシャフト９を回転駆動する。プロペラシャフト９の回転は、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、ホイールローダ１は、左，右の前車輪２と左，右の後車輪４とが同時に回転する４輪駆動の状態で走行動作を行う。

この状態で、オペレータがステアリングホイール（図示せず）を操舵することにより、油圧ポンプ３３から吐出された圧油が、コントロールバルブ３５を介してステアリングシリンダ７に供給される。これにより、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，右方向に屈曲し、旋回走行を行うことができる。

一方、オペレータがホイールローダ１の走行操作および作業装置１１の駆動操作を一定時間に亘って行わないときには、アイドルストップ制御装置６０は、通常制御状態からアイドルストップ制御状態に切換える。このとき、ＨＣＵ５０は、ＥＣＵ３２を通じてエンジン３１を停止させると共に、リアモータ４３のＲＭＣＵ４５およびフロントモータ４６のＦＭＣＵ４８にゼロトルク指令を出力する。これにより、ホイールローダ１は、次なる走行操作が行われるまで、エンジン３１が停止した状態で待機する。

この状態で、オペレータが予め決められた走行操作装置２０の手順として、ブレーキペダル１９を踏み込んだ状態で前後進切換えレバー１７を中立位置から前進位置または後進位置に切り換えると、この操作をトリガーとして、アイドルストップ制御装置６０は、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換える。このとき、ＨＣＵ５０は、エンジン３１が再始動させると共に、ＲＭＣＵ４５およびＦＭＣＵ４８に対するゼロトルク指令の出力を停止する。これにより、オペレータがアクセルペダル１８を踏込むと、アクセルペダル踏込み量Ｓ2に応じてキャパシタ４０およびモータジェネレータ３６からの電力がモータ４３，４６に供給され、ホイールローダ１は走行駆動する。

かくして、第１の実施の形態では、アイドルストップ制御装置６０は、通常制御状態であってリアモータ４３およびフロントモータ４６が停止状態で予め決められたアイドルストップ開始条件を満たすときに、エンジン３１を停止させてアイドルストップ制御状態に切換える。このため、不要なエンジン３１の駆動を抑制して、燃費を向上させることができる。また、アイドルストップ制御装置６０は、アイドルストップ制御状態であってリアモータ４３およびフロントモータ４６を駆動するときに、エンジン３１を再始動させてモータジェネレータ３６による発電を行い通常制御状態に切換えると共に、キャパシタ４０の電力によってモータ４３，４６の駆動を行う。このため、キャパシタ４０からの電力によってモータ４３，４６を速やかに駆動することができる。これに加えて、モータ４３，４６の駆動と一緒にエンジン３１を再始動し、モータジェネレータ３６からの電力をモータ４３，４６に供給することができる。この結果、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換わるときには、キャパシタ４０による電力に加えて、モータジェネレータ３６による電力をモータ４３，４６に供給することができ、電力不足を抑制しつつモータ４３，４６を速やかに駆動することができる。

また、アイドルストップ制御装置６０は、走行操作装置２０を予め決められた所定の走行開始手順で操作したときに、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換える。具体的には、アイドルストップ制御装置６０は、前後進切換えレバー１７が前進位置または後進位置に切換えられ、かつブレーキペダル１９によって制動操作が行われたときに、所定の走行開始手順で操作されたものと判定する。即ち、アイドルストップ制御装置６０は、前後進切換えレバー１７の切換え操作とブレーキペダル１９の制動操作との２つの操作が行われたときに、アイドルストップ制御状態を解除する。

このため、アイドルストップ制御装置６０は、アイドルストップ制御状態で走行操作装置２０を操作したときでも、所定の走行開始手順と異なるときには、アイドルストップ制御状態を解除せずに、そのままの状態を維持する。従って、オペレータが明確な意思をもって走行操作装置２０を操作したときに限って、アイドルストップ制御状態を解除して走行用のリアモータ４３およびフロントモータ４６を再始動することができ、モータ４３，４６の誤作動を防止することができる。

また、エンジン３１の再始動時には、走行要求出力Ｐtのほぼ全てをキャパシタ４０の電力で負担するが、アクセルペダル踏込み量Ｓ2が大きいときには、キャパシタ４０単独の出力では不十分である。例えばアクセルペダル踏込み量Ｓ2が最大の状態で車両を始動する場合、エンジン３１が駆動した通常制御状態では、図８中に一点鎖線で示すように、車体速度ｖは滑らかに増加する。一方、アイドルストップ制御状態では、エンジン３１の始動とモータ４３，４６の駆動を一緒に行うから、アクセルペダル踏込み量Ｓ2に比べて、モータジェネレータ３６からの電力供給が不足して、車体速度ｖは、図８中に破線で示すように、不安定になることがある。

これに対し、踏込み量制限部６１は、モータ４３，４６の再始動時に、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の上限値を制限して、走行要求出力Ｐtを制限する。このため、アイドルストップ制御状態から通常制御状態に切換えるときに、モータ４３，４６の再始動とエンジン３１の再始動を一緒に行っても、キャパシタ４０からの電力によってモータ４３，４６を安定して再始動させることができる。この結果、走行再始動時の加速の不安定さを解消することができ、図８中に実線で示すように、車体速度ｖを滑らかに増加させることができる。

次に、図９ないし図１１は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、アイドルストップ制御装置は、アイドルストップ制御状態であって油圧駆動の作業装置を駆動するときに、エンジンを再始動させて通常制御状態に切換える構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

７１は第２の実施の形態によるハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）を示し、このハイブリッドコントロールユニット７１（以下、ＨＣＵ７１という）は、第１の実施の形態によるＨＣＵ５０とほぼ同様に構成される。このため、ＨＣＵ７１は、ＥＣＵ３２、ＣＣＵ４２、ＭＧＣＵ３９、ＲＭＣＵ４５、ＦＭＣＵ４８に電気的に接続されている。また、ＨＣＵ７１には、前後進切換えレバーセンサ１７Ａ、アクセルペダル踏込み量センサ１８Ａ、ブレーキペダル踏込み量センサ１９Ａ、操作レバーセンサ２１Ａ，２２Ａ、エンジン回転数センサ３１Ａ、電圧センサ４０Ａ、モータ回転数センサ４３Ａ、車体速度センサ４９に加えて、フロントロックスイッチ７２に接続されている。

このフロントロックスイッチ７２は、例えばキャブ１６内に設けられ、オペレータの手動操作によって、作業装置１１を駆動不能なロック状態と駆動可能なロック解除状態とに切換わる。フロントロックスイッチ７２は、外部からの信号（指令）によって操作が可能な例えば電気制御式のものが適用される。このため、フロントロックスイッチ７２は、オペレータの手動操作に加えて、ＨＣＵ７１からの指令によってロック解除状態からロック状態に切換わる。

また、ＨＣＵ７１は、通常制御部５９を備えると共に、エンジン３１が駆動した通常制御状態と、エンジン３１が停止したアイドルストップ制御状態とを切換えるアイドルストップ制御装置７３を備える。

アイドルストップ制御装置７３は、通常制御状態であってリアモータ４３およびフロントモータ４６が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、エンジン３１を停止させてアイドルストップ制御状態に切換える。

一方、アイドルストップ制御装置７３は、アイドルストップ制御状態であって作業装置１１を駆動するときに、エンジン３１を再始動させて通常制御状態に切換える。具体的には、アイドルストップ制御装置７３は、通常制御状態では、図１０に示す通常制御処理を行い、アイドルストップ制御状態では、図１１に示すアイドルストップ制御処理を行う。

次に、アイドルストップ制御装置７３による通常制御処理について、図１０を参照しつつ説明する。

アイドルストップ制御装置７３による通常制御処理は、第１の実施の形態とほぼ同様である。但し、ステップ１でアイドルストップ解除条件を満たさないときに、ステップ４に示す通常時の走行トルク制御処理に加えて、ステップ２１に示す通常時の作業装置制御処理を行う点で、第１の実施の形態とは異なる。この通常時の作業装置制御処理では、通常制御部５９は、エンジン３１が駆動した状態で、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5に応じて、エンジン３１およびモータジェネレータ３６を制御する。そして、ステップ２１が終了すると、ステップ１に戻る。

また、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定し、アイドルストップ制御状態に移行するときには、ステップ６でアイドルストップを実行し、ステップ７でゼロトルク指令を出力するのに加えて、ステップ２２でフロントロックスイッチ７２をロック状態に切換える。その後、ステップ８に移行して、アイドルストップ制御処理を実行する。

次に、アイドルストップ制御装置７３によるアイドルストップ制御処理について、図１１を参照しつつ説明する。

アイドルストップ制御装置７３によるアイドルストップ制御処理は、第１の実施の形態によるアイドルストップ制御処理を含む。即ち、ステップ１１〜１５の処理を行い、走行操作装置２０の操作に応じてアイドルストップ制御状態を解除し、ステップ３５に移行して通常制御状態に切り換わる。但し、作業装置１１の操作に応じて、アイドルストップ制御状態を解除する点が、第１の実施の形態とは異なる。

即ち、ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときに、ステップ３１に移行して、所定のフロント操作手順を満たすか否かとして、フロントロックスイッチ７２がロック解除状態か否かを判定する。ステップ３１で「ＮＯ」と判定したときには、フロントロックスイッチ７２がロック状態を保持しているので、ステップ１１に戻る。

一方、ステップ３１で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ３２に移行して、モータジェネレータ３６を用いてエンジン３１を再始動するために、ＭＧＣＵ３９にトルク指令を出力すると共に、ＥＣＵ３２に再始動用の信号Ｓrsを出力して、エンジン３１に対する燃料噴射を再開する。

続くステップ３３では、ポンプトルク制限を解除するか否かを判定する。具体的には、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5がゼロであり、かつエンジン３１の立ち上がりが完了してエンジン回転数ωe0が一定値を超えているときに、アイドルストップ制御装置７３は、ポンプトルク制限の解除条件を満たすものとして、「ＹＥＳ」と判定する。逆に、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5がゼロよりも大きいとき、またはエンジン回転数ωe0が一定値を超えていないときには、ポンプトルク制限の解除条件を満たさないものとして、「ＮＯ」と判定する。

ステップ３３で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ３４に移行して、ポンプトルクを制限する。具体的には、ＨＣＵ７１は、エンジン回転数ωe0に応じて制限されたポンプ要求出力Ｐ1をポンプ出力演算部５２が出力すると共に、モータジェネレータ３６をキャパシタ４０からの電力によって力行させることによって、エンジン３１によって不足する出力を補う。例えばエンジン３１の再始動中に操作レバー２１，２２が操作されたときには、操作量Ｓ4，Ｓ5に応じてキャパシタ４０からの電力によってモータジェネレータ３６に力行させて、エンジン３１の駆動をアシストする。これにより、エンジン３１の再始動時でも、操作レバー２１，２２の操作量Ｓ4，Ｓ5に応じて作業装置１１を動作させることができる。ステップ３４の処理が終了すると、ステップ３３に戻り、エンジン回転数ωe0が一定値に達するまで、ポンプトルク制限を継続する。

一方、ステップ３３で「ＹＥＳ」と判定したときには、エンジン３１の立ち上りが完了しているから、ステップ３５に移行して、通常制御処理に復帰する。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。第２の実施の形態では、アイドルストップ制御装置７３は、通常制御状態であってモータ４３，４６と作業装置１１（シリンダ１４，１５）の両方が停止状態で予め決められたアイドルストップ開始条件を満たすときに、アイドルストップ制御状態に切換える。このため、モータ４３，４６と作業装置１１の両方が停止状態となったときに、エンジン３１を停止させることができる。また、アイドルストップ制御装置７３は、アイドルストップ制御状態であって作業装置１１を駆動するときに、エンジン３１を再始動させて通常制御状態に切換える。このため、作業装置１１の駆動時には、エンジン３１によって油圧ポンプ３３を駆動して、油圧ポンプ３３からの圧油を作業装置１１のシリンダ１４，１５に供給することができる。

さらに、エンジン３１の再始動中に操作レバー２１，２２が操作されたときには、操作量Ｓ4，Ｓ5に応じてキャパシタ４０からの電力によってモータジェネレータ３６に力行させて、エンジン３１の駆動をアシストする。これにより、エンジン３１の再始動中であっても、油圧ポンプ３３を駆動して、作業装置１１を動作させることができる。

また、アイドルストップ制御装置７３は、フロントロックスイッチ７２がロック解除状態に切換わったときに、エンジン３１を再始動させる。このため、オペレータが明確な意思をもって作業装置１１の操作を行ったときに、作業装置１１を駆動させることができ、作業装置１１の誤作動を防止することができる。

なお、前記各実施の形態では、前後進切換えレバー１７が中立位置にあり、かつ操作レバー２１，２２とアクセルペダル１８の操作がないときに、通常制御状態からアイドル制御状態に切換えるときの所定条件（アイドルストップ開始条件）を満たすものとした。しかし、本発明はこれに限らず、車両の走行動作と油圧アクチュエータの駆動が両方とも停止している状態であれば、所定条件を満たすものとしてよい。また、油圧アクチュエータを省いた作業車両では、車両の走行動作が停止している状態であれば、所定条件を満たすものとしてよい。

前記各実施の形態では、前後進切換えレバー１７の操作位置Ｓ1が前進位置または後進位置にあり、かつブレーキペダル踏込み量Ｓ2が一定値を超えて制動操作が行われているときに、所定の走行操作手順を満たすものとした。しかし、本発明はこれに限らず、オペレータによる明確な走行開始の意思が確認できる手順であればよく、例えば走行ロックスイッチを設け、この走行ロックスイッチをオペレータがロック解除状態に切換えたときに、所定の走行操作手順を満たすものとしてよい。

前記各実施の形態では、アクセルペダル踏込み量Ｓ2の上限値を制限する踏込み量制限部６１によって走行出力制限部を構成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば走行出力制限部は、キャパシタ４０の出力に応じて走行要求出力Ｐtを制限する構成としてもよい。

前記各実施の形態では、アイドルストップ制御状態でのエンジン３１の再始動にはモータジェネレータ３６を用いるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばモータジェネレータとは別個に設けたスタータモータを用いてエンジンを再始動してもよい。

前記各実施の形態では、産業車両としてホイールローダ１を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば走行電動機を用いてホイールを走行駆動するホイール式油圧ショベル、ダンプトラック、フォークリフト、テレハンドラー、リフトトラック等のような他の作業車両に適用してもよい。

前記各実施の形態では、発電機からの電力によって駆動される電動機として、ホイールローダ１の前車輪２と後車輪４とを駆動するための走行電動機としてのモータ４３，４６を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の旋回式作業機械に搭載され、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させるための旋回モータとして、電動機を用いる構成としてもよい。

前記各実施の形態では、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シャフト９を駆動するため、２個のモータ４３，４６を備えた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば１個の走行電動機によって、４輪全てを駆動す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。

１ ホイールローダ
２ 前車輪（車輪）
３ 前部車体（車体）
４ 後車輪（車輪）
５ 後部車体（車体）
１１ 作業装置
１４ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１５ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１７ 前後進切換えレバー（前後進切換え操作装置）
１８ アクセルペダル（アクセル操作装置）
１９ ブレーキペダル（ブレーキ操作装置）
２０ 走行操作装置
２１，２２ 操作レバー
３１ エンジン
３３ 油圧ポンプ
３６ モータジェネレータ（発電機）
４０ キャパシタ（蓄電装置）
４３ リアモータ（走行電動機）
４６ フロントモータ（走行電動機）
５０，７１ ハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）
６０，７３ アイドルストップ制御装置
６１ 踏込み量制限部（走行出力制限部）
７２ フロントロックスイッチ

Claims (5)

1. 自走可能な車体に搭載されたエンジンと、
   該エンジンによって駆動され電力を発生する発電機と、
   該発電機により発電された電力によって駆動される電動機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄える蓄電装置と、
   前記エンジンが駆動した通常制御状態と、前記エンジンが停止したアイドルストップ制御状態とを切換えるアイドルストップ制御装置とを備え、
   前記アイドルストップ制御装置は、前記通常制御状態であって前記電動機が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、前記エンジンを停止させて前記アイドルストップ制御状態に切換え、
   前記アイドルストップ制御状態であって前記電動機を駆動するときに、前記エンジンを再始動させて前記発電機による発電を行い前記通常制御状態に切換えると共に、前記蓄電装置の電力によって前記電動機の駆動を行う構成としてなるハイブリッド式作業車両。
2. 前記電動機は、走行操作装置の操作に応じて回転トルクを発生させて前記車体の車輪を駆動する走行電動機であり、
   前記アイドルストップ制御装置は、前記走行電動機が停止した状態で前記通常制御状態から前記アイドルストップ制御状態に切換え、
   前記走行操作装置を予め決められた所定の走行開始手順で操作したときに、前記アイドルストップ制御状態から前記通常制御状態に切換える構成としてなる請求項１に記載のハイブリッド式作業車両。
3. 前記アイドルストップ制御装置は、前記アイドルストップ制御状態から前記通常制御状態に切換えて前記走行電動機の再始動を行うときに、前記蓄電装置の出力に応じて前記走行電動機の要求出力を制限する走行出力制限部を有してなる請求項２に記載のハイブリッド式作業車両。
4. 前記走行操作装置は、前記車体の前進、後進、中立のいずれかに切り換える前後進切換え操作装置と、前記車体の制動操作を行うブレーキ操作装置とを含み、
   前記アイドルストップ制御装置は、前記前後進切換え操作装置が前進または後進に切換えられ、かつ前記ブレーキ操作装置によって制動操作が行われたときに、前記所定の走行開始手順で操作されたものと判定してなる請求項２または３に記載のハイブリッド式作業車両。
5. 前記エンジンによって駆動され油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプをさらに備え、
   前記アイドルストップ制御装置は、前記通常制御状態であって前記電動機と前記油圧アクチュエータの両方が停止状態で予め決められた所定条件を満たすときに、前記エンジンを停止させて前記アイドルストップ制御状態に切換え、
   前記アイドルストップ制御状態であって前記油圧アクチュエータを駆動するときに、前記エンジンを再始動させて前記通常制御状態に切換える構成としてなる請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド式作業車両。

Images