WO2011149070A1 - ハイブリッドホイールローダ - Google Patents

Abstract

　ハイブリッドホイールローダは、出力軸を有するエンジンと、エンジンの出力軸に直接取り付けられた回転軸を有する電動／発電機と、電動／発電機の回転軸に取り付けられた入力軸と、出力軸とを有するトランスミッションと、トランスミッションの出力側に設けられ、トランスミッションの出力軸により駆動されるプロペラシャフトと、蓄電装置と、電動／発電機の電気エネルギを回収して蓄電装置に蓄電する制御装置と、を具備する。

Description

ハイブリッドホイールローダ

この発明は、ハイブリッドホイールローダに関する。

　エンジン及びモータを動力源とするハイブリッドホイールローダが知られている。ハイブリッドホイールローダは、バケットによる掘削または積込み作業において、走行時より大きな駆動力を必要とされる場合がある。そこで、電動機に発電機としての機能を兼用させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなハイブリッドホイールローダでは、アクセルがオフ時に発電機により発電した電気エネルギをキャパシタ（蓄電装置）に充電し、掘削または積込み作業時に充電された蓄電装置で電動機をモータとして駆動し、エンジンをアシストしている。
　上記先行文献に記載されたハイブリッドホイールローダでは、エンジンとトルコン（トルクコンバータ）との間にギヤトレーンを有し、上述の発電機を兼ねた電動機（電動／発電機）は、このギヤトレーンの出力軸と同軸に装着されている。

特開２００２―３１５１０５号公報

　上記先行文献に記載されたハイブリッドホイールローダでは、電動／発電機の電気エネルギを回生することは記載されていない。しかし、このような構造のハイブリッドホイールローダにおいて、走行速度が低減した際に、電動／発電機に蓄積された電気エネルギを回生し、蓄電装置への充電能力を向上することが考えられる。この場合、トルコンが装着されている構造では、トルコンに滑りが生じるため、回生エネルギを得ることは殆ど期待できない。加えて、トルコンと電動／発電機との間にギヤトレーンが介装されていることも、一層、電気エネルギの回生を困難としている。

本発明の第１の態様によると、ハイブリッドホイールローダは、出力軸を有するエンジンと、エンジンの出力軸に直接取り付けられた回転軸を有する電動／発電機と、電動／発電機の回転軸に取り付けられた入力軸と、出力軸とを有するトランスミッションと、トランスミッションの出力側に設けられ、トランスミッションの出力軸により駆動されるプロペラシャフトと、蓄電装置と、電動／発電機の電気エネルギを回収して蓄電装置に蓄電する制御装置と、を具備する。
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ホイールローダにおいて、プロペラシャフトの出力軸上に配置された走行電動機を備えることが好ましい。
本発明の第３の態様によると、第２の態様のハイブリッドホイールローダにおいて、走行電動機がフロントフレーム内に配置されていることが好ましい。
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ホイールローダにおいて、制御装置は、エンジンによる牽引力が不足する際、蓄電装置からの電力により走行電動機を駆動することが好ましい。
本発明の第５の態様によると、第４の態様のハイブリッドホイールローダにおいて、制御装置は、走行開始時に蓄電装置からの電力により走行電動機を駆動することが好ましい。
本発明の第６の態様によると、第４または第５の態様のハイブリッドホイールローダにおいて、上下方向に回動するバケットと、バケットの高さを検出する高さ検出器と、をさらに備え、制御装置は、高さ検出器により検出されたバケットの高さが所定の高さより小さいことを判定すると、蓄電装置からの電力により走行電動機を駆動することが好ましい。
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ホイールローダにおいて、バケットを上下方向に回動させるシリンダと、シリンダの圧力を検出する圧力検出器と、をさらに備え、制御装置は、圧力検出器により検出されたシリンダの圧力が第１の圧力よりも大きいことを判定すると、蓄電装置からの電力により走行電動機を駆動することが好ましい。
本発明の第８の態様によると、第７の態様のハイブリッドホイールローダにおいて、制御装置は、圧力検出器により検出されたシリンダの圧力が第１の圧力よりも大きい第２の圧力以上であることを判定すると、蓄電装置からの電力により電動／発電機を駆動することが好ましい。
本発明の第９の態様によると、第７または第８の態様のハイブリッドホイールローダにおいて、蓄電装置からの電力により走行電動機が駆動されているときに、制御装置によって圧力検出器により検出されたシリンダの圧力が第１の圧力よりも小さいことが判定されると、制御装置は、走行電動機の駆動を停止させることが好ましい。
本発明の第１０の態様によると、第１乃至第９の何れかの態様のハイブリッドホイールローダにおいて、記制御装置は、減速時に蓄電装置の充電量が所定量より小さい場合には、電動／発電機および走行電動機の電気エネルギを蓄電装置に蓄電することが好ましい。
本発明の第１１の態様によると、第１乃至第１０のいずれかの態様のハイブリッドホイールローダにおいて、エンジンの出力軸に取り付けられた電動／発電機を取り外し、フライホールおよびトルクコンバータを装着可能に構成されていることが好ましい。

　この発明によれば、電動／発電機が直接、エンジンの出力軸に取り付けられているので、この電動／発電機に蓄積された電気エネルギの回生能力を向上することができる。

この発明の一実施形態としてのハイブリッドホイールローダの外観斜視図。 図１に図示されたハイブリッドホイールローダの上面図。 図１に図示されたハイブリッドホイールローダの側面図。 図２に図示されたハイブリッドホイールローダの領域Ａの詳細を示す拡大断面図。 図４に図示された電動／発電機をトルコン等の装置に取替えた状態を示す図。 図４に図示された領域Ａの構造を、通常のホイールローダの構造と対比するための比較例として示す、対応箇所の一般的構造の断面図。 この発明のハイブリッドホイールローダのシステムブロック図。 この発明の自動変速を説明するための図。 ハイブリッドホイールローダによるＶシェープローディングを説明するための図。 ハイブリッドホイールローダによる掘削作業を説明するための図。 この発明のハイブリッドホイールローダによる掘削作業の処理フロー図。

　以下、本発明の一実施形態としてハイブリッドホイールローダを、図面を参照して詳細に説明する。
　図１はハイブリッドホイールローダの外観斜視図であり、図２は図１に図示されたハイブリッドホイールローダの上面図であり、図３は図１に図示されたハイブリッドホイールローダの側面図である。但し、図２および図３では、図１に図示された作業装置は、図示を省略されている。

　図１～図３に図示されたハイブリッドホイールローダ１は、以下に説明する如く、前部車体２と後部車体７とが、結合フレーム１８１により屈曲可能に連結されたアーティキュレート式の作業機である。
　前部車体２は、ハイブリッドホイールローダ１の前側に配置されており、略箱状に形成された前フレーム３と、この前フレーム３の下側に設けられた前車軸４と、この前車軸４の左、右両端に設けられた前輪５と、前フレーム３の前側に俯仰動可能に取付けられた作業装置６とを備えている。

　ここで、前車軸４は、左、右の車軸管４Ａ内に収容されて回転可能に支持されると共に、該車軸管４Ａは前フレーム３の下面に固定されている。これにより、前車軸４は、ロール軸Ｏを中心とするロール運動が不能な状態で前フレーム３に取付けられている。また、前車軸４と前フレーム３との間には、各種の緩衝用懸架装置等は設けられておらず、作業装置６に加わる大きな荷重を前フレーム３、前車軸４、前輪５等によって受承する構成となっている。

　一方、作業装置６は、前フレーム３の左、右両側の上端側に設けられたブラケット部３Ａに俯仰動可能に取付けられたアーム６Ａと、このアーム６Ａの先端部に回動可能に取付けられたバケット６Ｂとを備えている。アーム６Ａは、アームシリンダ６Ｃにより回動動作され、バケット６Ｂはバケットシリンダ６Ｄにより回動動作される。作業装置６は、アームシリンダ６Ｃとバケットシリンダ６Ｄによる回動動作により、バケット６Ｂを上、下方向に俯仰動させ、バケット６Ｂによって土砂等の運搬作業およびダンプトラックへの積荷作業等を行う。後述するが、アーム６Ａの回転支点部には、アーム６Ａの回転角度を検出する回転角検出器８４が設けられ、バケット６Ｂの回転支点部は、バケット６Ｂの回転角度を検出する回転角検出器８５が設けられており、演算によりバケット６Ｂの高さを求めることができるようになっている。

　後部車体７は前部車体２の後方に、左、右方向に屈曲可能な状態で前部車体２の後方に連結されている。この後部車体７は、駆動源８を収容する後フレーム９と、この後フレーム９の下側に設けられた後車軸１０と、後車軸１０の左、右両端に設けられた後輪１１と、後フレーム９上に設けられた運転室１２とを備えている。
　後フレーム９は、エンジン、油圧ポンプ、油圧モータ等の駆動源８が収容された収容枠部９Ａ（図２参照）と、この収容枠部９Ａの前側に設けられた結合部９Ｂとによって構成されている。

　収容枠部９Ａの下側には、車体の長手方向に沿って延びる一対の支持ブラケット１３が設けられている。一対の支持ブラケット１３は、後フレーム９の長手方向における中間部で離間して配置されている。車体の幅方向の中心軸は、前フレーム３と後フレーム９の全長に亘り挿通するロール軸Ｏとされている。各支持ブラケット１３には、ロール軸Ｏに沿って貫通した挿通孔（図示せず）が設けられている。上記した一対の支持ブラケット１３の間には後車軸１０の支持部１４（図３参照）が配置されている。

　支持部１４は、その左、右両側に後車軸１０を収容した車軸管１０Ａが固着されると共に、前、後両側にはロール軸Ｏに沿って延びる支持軸１４Ａが突出して設けられている。支持部１４の支持軸１４Ａは、支持ブラケット１３の挿通孔（図示せず）内に挿通されている。これにより、後車軸１０は、後フレーム９に対してロール軸Ｏの周りに回動可能に軸支されている。また、後車軸１０は、前車軸４と共にプロペラシャフト１５と通じて駆動源８に連結されている。これにより、前輪５と後輪１１とには、プロペラシャフト１５を通じて駆動源８による駆動力が伝達され、４輪駆動が可能となっている。

　一方、結合部９Ｂには、ロール軸Ｏに沿って延びる円筒状の結合筒部１６が設けられると共に、該結合筒部１６内には結合軸２０と、この結合軸２０を軸支する軸受（図示せず）が設けられている。また、結合部９Ｂ上には、作業者が乗り込む運転室１２が配置されている。

　結合フレーム１８１は、前フレーム３と後フレーム９との間に設けられている。結合フレーム１８１は、左、右方向の中央に位置して上、下両端側に鉛直方向（図３の屈曲軸Ｚ方向）に延びる連結ピン（図示せず）が設けられると共に、ロール軸Ｏに沿って後フレーム９側に向けて延びる円筒状の結合軸２０が設けられている。結合軸２０内には、前車軸４と駆動源８とを連結するプロペラシャフト１５が挿通されている。

　結合フレーム１８１は、前フレーム３の上板３Ｂ、下板３Ｃ（図３参照）に挟まれた状態で連結ピンを介して前フレーム３に連結されると共に、結合軸２０が結合部９Ｂの結合筒部１６内に挿通されることによって後フレーム９に連結されている。
　これにより、結合フレーム１８１は、屈曲軸Ｚ（連結ピンの中心軸）を中心にして前フレーム３と後フレーム９とを、図２における左、右方向に屈曲可能に連結している。また、結合フレーム１８１の結合軸２０は、軸受（図示せず）によってロール軸Ｏを中心に回転可能に軸支されている。このように、結合フレーム１８１は、前フレーム３と後フレーム９とを相対ロール運動可能に連結している。

　結合フレーム１８１の前側には、結合ブラケット２１が設けられており、この結合ブラケット２１には、ステアリングシリンダ２２の一端側が取付けられている。一方、ステアリングシリンダ２２の他端側は、前フレーム３の下板３Ｃに取付けられている。ステアリングシリンダ２２は、駆動源８の油圧ポンプ（図示せず）から圧油が給、排されることによって伸縮し、前フレーム３を後フレーム９に対して左、右方向に屈曲させる構成となっている。

　この実施形態のハイブリッドホイールローダ１は、ドライブシャフト１５を介して前車軸４、後車軸１０に連結された駆動源８の油圧モータ（図示せず）を駆動することにより走行する。これにより、前車軸４、後車軸１０を介して前輪５、後輪１１が回転駆動し、ホイールローダ１は前進、後進する。また、駆動源８の油圧ポンプ（図示せず）を用いてステアリングシリンダ２２を伸長、縮小させることにより、前フレーム３と後フレーム９とは屈曲軸Ｚを中心に左、右方向に屈曲し、ハイブリッドホイールローダ１を左、右方向に進行させることができる。そして、土砂等の掘削作業を行う場合には、駆動源８の油圧ポンプ（図示せず）を用いてアームシリンダ６Ｃおよびバケットシリンダ６Ｄを伸縮動作させて、バケット６Ｂを俯仰動させる。この状態で、ホイールローダ１を前進、後退させ、掘削作業等を行うものである。なお、詳細は後述するが、ハイブリッドホイールローダ１の走行および掘削作業に際しては、必要に応じて、電動モータによりアシストされるようになっている。

　ハイブリッドホイールローダ１において、油圧シリンダ２３は後フレーム９と後車軸１０との間に設けられたロール振動制限用アクチュエータである。油圧シリンダ２３は、左、右の後輪１１近傍にそれぞれ位置して、上、下方向に延びた状態で配置されている。油圧シリンダ２３は、そのチューブのボトム側が後フレーム９に取付けられ、ロッドの先端側が後車軸１０を収容する車軸管１０Ａに取付けられている。油圧シリンダ２３は、駆動源８内の油圧ポンプ（図示せず）に接続されている。左、右の油圧シリンダ２３は、ボトム側とロッド側との差圧に応じて後フレーム９と後車軸１０との間にロール軸Ｏ周りの推力Ｆ₀を加える。これにより、油圧シリンダ２３は、後フレーム９のロール振動（ロール軸Ｏ周りの振動）を制限する構成となっている。

　この実施形態におけるハイブリッドホイールローダでは、結合部９Ｂおよび結合フレーム１８１により、前フレーム３と後フレーム９とをロール軸Ｏの周りに相対ロール運動可能に連結している。このため、作業装置６による掘削作業等によって前フレーム３がロール軸Ｏ周りに振動するときでも、結合フレーム１８１等を用いて前フレーム３に対して後フレーム９を相対的にロール運動させることができる。このため、前フレーム３から後フレーム９に振動が伝達するのを防止することが可能となっている。また、後フレーム９と後車軸１０との間に設けた油圧シリンダ２３を用いて後フレーム９と後車軸１０との間にロール軸Ｏ周りの推力Ｆを加えて、後フレーム９のロール振動を制限する。その結果、後フレーム９に設けられた運転室１２の乗り心地を向上させることができる。

　前フレーム３内におけるプロペラシャフト１５軸上には、走行電動機（走行モータ）２５が装着されている（図２および図３）。走行電動機２５の回転軸はプロペラシャフト１５の回転軸と同軸である。詳細は後述するが、この走行電動機２５は、エンジンの牽引力が不足した場合に、蓄電装置からの給電により作動し、エンジンをアシストするものである。

　駆動源８はエンジン５０を備えており、このエンジン５０の出力側には、電動／発電機３０が配置されている。電動／発電機３０は発電機能を備えた電動モータであり、電動／発電機３０の出力側にはトランスミッション４０が配置されている。詳細は後述するが、トランスミッション４０は、入力軸がエンジン５０の駆動軸に直接連結され、出力軸がプロペラシャフト１５と一体に構成されている。

　図４は、図２に二点鎖線で囲む領域Ａ、すなわち、エンジン５０～トランスミッション４０の間の構造の詳細を示す拡大断面図である。エンジン５０の駆動軸５１は、端面に複数の取付孔５１ａを有する。エンジン５０の側面側に、電動／発電機３０が配置されている。電動／発電機３０は、回転軸３１と、回転軸３１に設けられたロータ３２と、ロータ３２の外周に配置されたステータ３３を備えている。電動／発電機３０の回転軸３１は、エンジン５０の駆動軸５１の端面に対向する側に底部３１ａを有し、その反対側の端面３１ｂが開口された有底無頭の中空円筒形状を有する。この電動／発電機３０の回転軸３１の底部３１ａには、駆動軸５１の端面に設けられた各取付孔５１ａに対応する位置に貫通孔３１ｃが形成されている。回転軸３１は、貫通孔３１ｃに挿通され、取付孔５１ａに締結されるボルト等の締結部材６１により、エンジン５０の駆動軸５１に直接連結されている。

　ロータ３２は、回転軸３１の外周に設けられている。ロータ３２におけるエンジン５０側の一端面３２ａは、回転軸３１の底部３１ａの外表面とほぼ同一面となっている。ロータ３２の他端面３２ｂは回転軸３１の長さ方向の中間部に位置している。回転軸３１の外周におけるロータ３２の他端面３２ｂと回転軸３１の他端面３１ｂとの間には、側部軸受け３４が設けられている。

　電動／発電機３０の回転軸３１の軸芯は、エンジン５０の駆動軸５１の軸芯と同一軸であり、エンジン５０の駆動軸５１の回転と共に駆動軸５１の軸芯上で回転する。側部軸受け３４は、ロータ３２およびステータ３３の側面とトランスミッション４０との間に設けられており、回転軸３１が回転する際、ロータ３２およびステータ３３を側面から支持する。

　６２はフライホイールケースであり、６３はトルコンケースである。フライホイールケース６２およびトルコンケース６３は、側縁部の一部が重合され、ボルト等の締結部材６４により結合されている。ステータ３３には、フライホイールケース６２とトルコンケース６３とが結合される。フライホイールケース６２とトルコンケース６３との内部に側部軸受け３４が収容された状態で、ステータ３３はフライホイールケース６２とトルコンケース６３内に収容して取り付けられる。電動／発電機３０用のケースがフライホイールケース６２とトルコンケース６３の２つのケースにより構成される理由は、図５を参照して後述する。

　電動／発電機３０におけるエンジン５０側とは反対側にトランスミッション４０が配置されている。トランスミッション４０は、トランスミッション軸受け４１と、ポンプ用ギヤ４２と、トランスミッション回転軸４３と、図示はしないが複数段のギヤトレーンおよび出力軸を備えている。トランスミッション軸受け４１は、電動／発電機３０の回転軸３１の他端面３１ｂに接触している。トランスミッション４０のポンプ用ギア４２は、電動／発電機３０の回転軸３１とスプラインにより連結されており、電動／発電機３０の回転軸３１と軸芯が同一軸である。従って、エンジン５０の駆動軸５１の回転に伴い、電動／発電機３０の回転軸３１およびトランスミッション４０のポンプ用ギア４２が一体的に回転する。ポンプ用ギア４１の回転はトランスミッション回転軸４３に伝達される。すなわち、ポンプ用ギヤ４２とトランスミッション回転軸４３とは、トランスミッション４０の入力軸となっている。

　トランスミッション４０の出力軸（図示せず）は、図３に図示されるようにプロペラシャフト１５に直接連結されている。これにより、トランスミッション４０内において選択された速度段のギアトレーンを介して、エンジン５０の駆動軸５１の回転がプロペラシャフト１５に伝達される。トランミッション４０はトランスミッションケース６５内に収容されている。トランスミッションケース６５とトルコンケース６３とは、側縁部の一部が重合され、ボルト等の締結部材６６により結合されている。

　図４に図示された電動／発電機３０は、図５に図示されたフライホイールとトルクコンバータとに交換可能に構成されている。すなわち、同一タイプのハイブリッドホイールローダを、電動／発電機仕様にも、トルクコンバータ仕様にもすることができるようになっているが、このことについては後述する。ここでは、上述した、電動／発電機３０用のケースがフライホイールケース６２とトルコンケース６３の２つのケースにより構成されていることとも関連していることだけを説明するに留める。

　図７は、この発明のハイブリッドホイールローダのシステムブロック図の一例を示す。
　上述した如く、電動／発電機３０の回転軸３１は、エンジン５０の駆動軸５１に直接連結されている。電動／発電機３０は、この回転軸３１に取り付けられたロータ３２と、ロータ３２の外周に配置されたステータ３３とを有する。トランスミッション４０の入力軸は、電動／発電機３０の回転軸３１にスプラインにより結合されている。トランスミッション４０の出力軸（図示せず）は、プロペラシャフト１５に一体的に構成されている。

　プロペラシャフト１５の軸上には走行電動機２５が取り付けられている。プロペラシャフト１５と前車軸４の長さ方向の中央部との間にはデファレンシャル１８が装着されている。プロペラシャフト１５と後車軸１０の長さ方向の中央部の間にはデファレンシャル１９が装着されている。

　走行電動機２５は、前述した如く、前フレーム３内に配置されている。プロペラシャフト１５の軸上に走行電動機２５が装着される構造は、本発明に係るハイブリッドホイールローダ１の実施形態における特徴の内の１つである。ホイールローダにおける前フレーム３内は、通常、油圧ポンプ、油圧モータ、電動機等のアクチュエータやアタッチメント等が何も配置されていない空白の空間となっている。従って、前フレーム３内に走行電動機２５を装着してもハイブリッドホイールローダ１のサイズを大きくする必要は生じない。また、前フレーム３内に配置された走行電動機２５は、前フレーム３により作業時等における土砂等の落下物から保護されるので、構造を簡素にして安全性を確保することができる、という効果を奏する。

　ハイブリッドホイールローダ１は、蓄電装置２６を備えている。電動／発電機３０が電動機として動作してホイブリッドホイールローダ１が走行している際にアクセルペダルが離されると回生ブレーキが働き、前輪５および後輪１１の回転数が低減する。前輪５および後輪１１の回転数の低減が、後述する車速検出器８３により検出されると、制御装置７５により電動／発電機３０が発電機としての動作に切り替えられ、電動／発電機３０の発電エネルギが蓄電装置２６に回収されるように制御される。走行電動機２５も同様に、回生ブレーキ中に走行電動機２５で発電した回生エネルギを、制御装置７５の制御により、蓄電装置２６に回収することが可能となっている。

　電源制御部７１はインバータ回路を含んでおり、電動／発電機３０がエンジン５０により駆動され、電動／発電機３０が発電機として動作する際の電気エネルギが蓄電装置２６に充電されるように制御する。また、電源制御部７１は、電動／発電機３０および走行電動機２５に蓄積された電気エネルギが蓄電装置２６に充電されるように制御する。電源制御部７１は、蓄電装置２６に充電された充電量を検出する充電量検出回路を含んでいる。

　図７から明らかな通り、電動／発電機３０はトルクコンバータを介すること無く、トランスミッション４０のみを介してプロペラシャフト１５に連結されている。従って、プロペラシャフト１５およびデファレンシャル１８、１９を介して前輪５および後輪１１を駆動して走行中に、回生ブレーキにより減速するときに電動／発電機３０で発電される電気エネルギを回生する回収効率を大きくすることができる。
　また、走行電動機２５は、ギアトレーンを介することなく、直接、プロペラシャフト１５の軸上に装着されている。このため、前輪５および後輪１１の駆動力がプロペラシャフト１５およびデファレンシャル１８、１９を介して伝達される走行電動機２５の発電で得られる電気エネルギの回収効率を大きいものとすることができる。

　エンジン５０の駆動軸５１には、油圧ポンプ７２の回転軸が連結されている。油圧ポンプ７２の吐出油は、制御弁７３を介してアームシリンダ６Ｃおよびバケットシリンダ６Ｄに供給される。但し、図７においては、バケットシリンダ６Ｄおよびバケット用の油圧ポンプ、制御弁の図示は省略されている。制御弁７３は、制御装置７５に接続された電磁弁（図示せず）により制御されるパイロット弁（図示せず）により切換動作される。

　制御装置７５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび演算処理装置を含んで構成されている。制御装置７５には、油圧ポンプ７２のボトム側の圧力ｐを検出する圧力検出器８１が接続されている。エンジン５０には、エンジン回転数検出器８２が備えられており、エンジンの回転数情報が制御装置７５に送られる。トランスミッション４０の出力側には、車速を検出する車速検出器８３が装着されている。トランスミッション制御装置７６は、ソレノイド弁を含んでおり、車速に応じて各速度段を自動的に選択するためのクラッチ圧をトランスミッション４０に供給する。車速検出器８３およびトランスミッション制御装置７６は、制御装置７５に接続されている。

　制御装置７５には、運転室１２（図１）内に備えられた操作レバー７７の操作量を検出する操作角検出器８７が接続されている。また、制御装置７５には、アクセル開度検出器８６と、回転角度検出器８４と、回転角度検出器８５とが接続されている。アクセル開度検出器８６はアクセルペダル７７の操作量を検出する。回転角度検出器８４は、アーム６Ａの回転支点部に設けられ、アーム６Ａの回転角度を検出する。回転角度検出器８５は、バケット６Ｂの回転支点部に設けられ、バケット６Ｂの回転角度を検出する。

　図８は、車速ｖと速度段の関係を示す図である。制御装置７５が車速ｖに応じてトランスミッション制御装置７６に制御信号を出力し、トランスミッション制御装置７６は、図８に示すように車速ｖに応じてトランスミッション４０を変速する。すなわち車速ｖが変速許可車速ｖ１２に上昇すると、トランスミッション制御装置７６は、１速から２速にシフトアップし、車速ｖが変速許可車速ｖ１２から変速許可車速ｖ２３に上昇すると、２速から３速にシフトアップし、車速ｖが変速許可車速ｖ２３から変速許可車速ｖ３４に上昇すると、３速から４速にシフトアップする。一方、車速ｖが変速許可車速ｖ４３に低下すると、トランスミッション制御装置７６は、４速から３速にシフトダウンし、車速ｖが変速許可車速ｖ３２に低下すると、３速から２速にシフトダウンし、車速ｖが変速許可車速ｖ２１に低下すると、２速から１速にシフトダウンする。

　なお、シフトチェンジを安定して行うように、変速許可車速ｖ１２、ｖ２３、ｖ３４はそれぞれ変速許可車速ｖ２１、ｖ３２、ｖ４３よりも大きく設定されている。これらの各変速許可車速はシフトアップまたはシフトダウンを許可する閾値であり、予め制御装置７５に設定されている。トランスミッション制御装置７６は、速度段を切り換えるソレノイド弁を有し、制御装置７５からの制御信号によって駆動される。図８においては、１速から４速まで自動変速の場合で示すが、１速を手動選択として、２速から４速への変速を自動変速とするようにしてもよい。

　図９は、ハイブリッドホイールローダ１により、土砂等Ｍ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、ハイブリッドホイールローダ１を前進させて土砂等Ｍをすくい込む。その後、矢印ｂで示すように、ハイブリッドホイールローダ１を一旦後退させる。そして、矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてハイブリッドホイールローダ１を前進させて、すくい込んだ土砂等Ｍをダンプトラックに積み込む。その後、矢印ｄで示すように、ハイブリッドホイールローダ１を元の位置に後退させる。

　図１０は、図９におけるＶシェープローディングの中、矢印ａに示す、ハイブリッドホイールローダ１を前進させて土砂等Ｍをすくい込むまでのすくい取り作業を側面から見た図である。
　以下、このすくい取り作業における処理の一例を詳細に説明する。

　図１１は、ハイブリッドホイールローダ１による処理フロー図である。
　スタート時点において、エンジン５０が駆動され、エンジンの駆動軸５１が回転している状態となっている。
　この状態において、ステップＳ１において、制御装置７５は、アクセルペダル７７（図７）の踏込みがあるか否かを判断する。アクセルペダル踏込みがなければ、電源制御部７１は蓄電装置２６に充電された充電量ＣがフルＣ_FULLであるか否かを判断する（ステップＳ２）。フルＣ_FULLでなければ、電源制御部７１は、電動／発電機３０により発電された電気エネルギを蓄電装置２６に充電する（ステップＳ３）。前述した如く、電源制御部７１は、インバータを含んでおり、電動／発電機３０での発電による交流電流をインバータにより直流電流に変換して蓄電装置２６に充電する。

　充電開始後、電源制御部７１の充電量検出回路において、所定の時間間隔で蓄電装置２６に充電された充電量Ｃを測定し、蓄電装置２６の充電量ＣがフルＣ_FULLに達したか否かを判断する（ステップＳ４）。充電量ＣがフルＣ_FULLになっていれば、電源制御部７１は、電動／発電機３０による発電を停止する（ステップＳ５）。充電量がフルＣ_FULLに達して否ければステップＳ１に戻る。

　ステップＳ２において、蓄電装置２６に充電された充電量ＣがフルＣ_FULLであると判断された場合およびステップＳ５において、蓄電装置２６に充電された充電量ＣがフルＣ_FULLに達した場合には、ステップＳ１に戻り、アクセルペダル踏込み信号の待機状態となる。

　アクセル開度検出器８６からアクセルペダル踏込み信号が出力され、アクセルペダル７７が踏み込まれていると判断されると、エンジン５０の駆動軸５１の回転がトランスミッシン４０、プロペラシャフト１５を介して前輪５および後輪１１に伝達され、ハイブリッドホイールローダ１が走行する。そして、ステップＳ６において、制御装置７５によって車速が減速されたか否かが判断される。車速情報は、トランスミッション４０の出力側に装着された車速検出器８３（図７）から制御装置７５に送信される。

　制御装置７５では、現在の車速と前回の車速とを比較し、車速が減少したか否かを判断する。車速の減速有と判断されると、電源制御部７１は回生ブレーキを動作させる。すなわち、ステップＳ７において、電源制御部７１により蓄電装置２６の充電量ＣがフルＣ_FULLであるか否か判断される。ステップＳ７において、蓄電装置２６の充電量がフルＣ_FULLでないと判断されると、電源制御部７１は、走行電動機２５および電動／発電機３０を発電モードとして発電制御を行って得られた電気エネルギを回生し、蓄電装置２６に充電する（ステップＳ８）。

　蓄電装置２６への充電開始後、所定の時間間隔で電源制御部７１の充電量検出回路において、蓄電装置２６に充電された充電量Ｃを測定し、蓄電装置２６の充電量Ｃが所定の充電量Ｃ_Effに達したか否かを判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９において、蓄電装置２６の充電量Ｃが所定の充電量Ｃ_Effに達していなければ、ステップＳ８に戻り、電源制御部７１は走行電動機２５および電動／発電機３０による電気エネルギの回生を継続する。

　所定の充電量Ｃ_EffはフルＣ_FULLよりも小さい値である。蓄電装置２６に充電された充電量Ｃは、フルＣ_FULLに達しなくても、電源制御部７１は走行電動機２５または電動／発電機３０を動作することが可能である。所定の充電量Ｃ_Effは、走行電動機２５または電動／発電機３０を動作することが可能な限界の充電量として、予め、制御装置７５に設定されている。

　ステップＳ７において、蓄電装置２６に充電された充電量ＣがフルＣ_FULLに達したと判断された場合およびステップＳ９において、蓄電装置２６に充電された充電量Ｃが所定の充電量Ｃ_Effに達したと判断された場合は、制御装置７５はステップＳ１０の処理を行う。
　ステップＳ１０においては、制御装置７５によりバケット６Ｂの高さＨＢが、所定の高さＨＢ_high以上であるか否かが判断される。バケット６Ｂの高さＨＢは、アーム６Ａの回転角検出器８４およびバケット６Ｂの回転角検出器８５からの出力信号に基づいて、制御装置７５で演算して求められる。

　ステップＳ１０において、バケット高さＨＢが所定の高さＨＢ_high以上であると判断されると、制御装置７５からトランスミッション制御装置７６にシフトアップ禁止信号が供給され、トランスミッション制御装置７６によりトランスミッションの自動変速が禁止される（ステップＳ１１）。前述した如く、トランスミッション４０では、車速検出器８３からの出力信号から得られる車速に対応して、１速から４速まで、あるいは２速から４速までのシフトアップが自動でなされるが、トランスミッション制御装置７６によりこの自動変速が禁止される。そして、ハイブリッドホイールローダ１は２速以下の低速度で走行する（ステップＳ１２）。低速度で走行しながら、制御装置７５はバケット６Ｂの高さ情報を監視し、ステップＳ１３でバケット６Ｂの高さＨＢが所定の高さＨＢ_high以上であればステップＳ１０に戻り、ハイブリッドホイールローダ１は２速以下の走行を継続する。ステップＳ１３において、制御装置７５によりバケット高さＨＢが所定の高さＨＢ_high以下であると判断されるとシフトアップ禁止を解除し（ステップＳ１４）、ステップＳ１０の処理に戻る。バケット６Ｂを高い位置に保持したまま、ハイブリッドホイールローダ１を高速で走行させると、転倒等の可能性が大きくなる。ステップＳ１１～ステップＳ１４の処理は、転倒等を防止するためのものである。

　ステップＳ１０において、制御装置７５によりバケット６Ｂの高さＨＢが、所定の高さＨＢ_high以上でないと判断されると、ステップＳ１５において、制御装置７５はアクセルペダル７７の踏込み開始から所定の時間ｔ₁以内であるか否か判断される。所定の時間ｔ₁以内であると判断されると、電源制御部７１は走行電動機２５を動作させる（ステップＳ１６）。すなわち、制御装置７５は電源制御部７１に走行電動機２５の動作を指令し、電源制御装部７１は、蓄電装置２６から走行電動機２５に電力を供給して走行電動機２５を駆動する。この場合、蓄電装置２６から出力される直流電流を電源制御部７１のインバータにおいて交流電流に変換する。

　走行電動機２５が動作することにより、走行電動機２５のトルクがプロペラシャフト１５に加算され、ハイブリッドホイールローダ１の牽引力が増大し、車速は急激に大きくなる。つまり、ステップ１５がＹｅｓであれば、走行電動機２５が動作してエンジン５０がアシストされる（ステップＳ１６）。そして、エンジン５０の駆動軸５１は、アクセルペダル７７の踏込みに対応した回転数となる。その結果、ステップＳ１７においては、図８にて説明したように、そのときの車速ｖに対応したシフトアップがなされる。

　図１０において、ハイブリッドホイールローダ１が、掘削する土砂等Ｍより遠隔の位置である点線の位置にあるときは、ハイブリッドホイールローダ１を急速度で走行して土砂等Ｍに接近することにより作業効率が向上する。ステップＳ１５～Ｓ１７は、この作業に対応する処理である。但し、常に、走行電動機２５をエンジン５０のアシストとして動作するようにすると、必要でないときに急速度となり、運転に支障をきたす虞がある。さらには、いたずらにパワーを消尽するので環境上にも好ましくない。そこで、本発明のハイブリッドホイールローダ１では、アクセルペダル７７を踏み込んでから一定の時間ｔ₁以内だけ、走行電動機２５を動作してエンジン５０のアシストをするようにしている。

　ステップＳ１５において、制御装置７５によって、アクセルペダル７７の踏込み後、所定の時間ｔ₁以内ではないと判断された場合には、シフトアップ制御装置７６はシフトアップをすること無く、直ちに、ステップＳ１８の処理を行う。ステップＳ１８では、制御装置７５は操作角検出器８７（図７）から操作レバー８８を操作する操作信号が供給されたか否かを判断する。バケット６Ｂを操作したことを示す操作信号が無ければ、ステップＳ１５に戻る。ステップＳ１５に戻った後、依然として、アクセルペダル７７を踏込み後ｔ₁以内であるならば、電源制御部７１は、走行電動機２５を動作して高速走行する動作を継続する。

　ステップＳ１８において、バケット操作信号が制御装置７５に供給された場合は、ステップＳ１９においてトランスミッション制御装置７６によってトランスミッション４０が１速または２速であるか否かが判断される。トランスミッション４０が１速または２速の場合には、制御装置７５はステップＳ２０の処理を行い、そうでなければ電源制御部７１はステップＳ２７の処理を行う。ステップＳ２０においては、制御装置７５によって、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_aより大きいか否かが判断される。ステップＳ２０において、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_aより大きいと判断されると、電源制御部７１によって走行電動機２５が駆動される（ステップＳ２１）。これにより、エンジン５０による牽引力を走行電動機２５でアシストし、油圧系にエンジン馬力を配分する。

　次に、ステップＳ２２において、制御装置７５によって、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第２の圧力ｐ_bより大きいか否かが判断される。第２の圧力ｐ_bは第１の圧力ｐ_aより大きい値である。ステップＳ２２において、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第２の圧力ｐ_bより大きいと判断されると、ステップＳ２３において、電源制御部７１は電動／発電機３０を電動機として駆動する。走行電動機２５および電動／発電機３０の駆動は、いずれも、制御装置７５の指令により、電源制御部７１に制御されて蓄電装置２６から電力を走行電動機２５および／または電動／発電機３０に供給して行う。ステップＳ２０において、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_aより大きくなければ、電源制御部７１はステップＳ２７の処理を行う。また、ステップＳ２２において、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第２の圧力ｐ_bより大きくなければ、ステップＳ１９に戻り、ステップＳ１９～Ｓ２２の処理が繰り返えされる。

　ステップＳ１９～Ｓ２３の処理を、ハイブリッドホイールローダ１で行う作業に関連付けて説明する。
　図１０において、ハイブリッドホイールローダ１が土砂等Ｍに接近し、掘削作業を開始する際には、車速を１速または２速に減速し、操作レバー８８によりバケット６Ｂを操作する。従って、ステップＳ１９において、トランスミッション４０は、１速または２速となる。車速を低減せず掘削を行う場合は、土砂等Ｍの重量が軽量の場合である。

　土砂等Ｍの重量が大きい場合には、油圧シリンダ６ｃのボトム側の圧力ｐが大きくなる。油圧シリンダ６ｃの圧力ｐの情報は、圧力検出器８１から制御装置７５に送られる。エンジン５０の牽引力により作業可能な土砂等Ｍの重量に対応する圧力ｐの値を第１の圧力ｐ_aとして、予め、制御装置７５の記憶部に設定しておく。そして、圧力検出器８１から送信される圧力ｐが第１の圧力ｐ_a以上であれば、電源制御部７１は走行電動機２５を駆動する。これにより、前輪５および後輪１１を駆動するための牽引力がアシストされ、エンジン５０の馬力を、油圧シリンダ６ｃ、バケットシリンダ６ｄに給・排油する油圧ポンプ７２等にまわすことが可能となる。さらに、圧力検出器８１から送信される圧力ｐが第１の圧力ｐ_aより大きい第２の圧力ｐ_b以上であれば、電源制御部７１は電動／発電機３０を電動機として駆動する。電動／発電機３０の駆動トルクは、プロペラシャフト１５および油圧ポンプ７２等を含め、ハイブリッドホイールローダ１の各部の装置の駆動にまわすことができる。ステップＳ１９～Ｓ２３の処理は、このような動作に対応するものである。なお、第２の圧力ｐ_bの値も、予め、制御装置７５に設定されているものである。

　ステップＳ２３において、電動／発電機３０を動作させた後は、ステップＳ２４において、制御装置７５は、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力第２の圧力ｐ_a以上であり、かつ、第２の圧力ｐ_b未満であるか否か判断する。油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_a以上であり、かつ、第２の圧力ｐ_b未満であれば、電源制御部７１は電動／発電機３０の動作を停止する（ステップＳ２５）。そして、ステップＳ１に戻る。
　また、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_a以上で第２の圧力ｐ_b未満でなければ、ステップＳ２６において、制御装置７５は油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_a未満であるか否か判断する。油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_a未満でなければ、ステップＳ１に戻る。

　油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_a未満であれば、ステップＳ２７において、電源制御部７１は走行電動機２５の動作を停止する。そして、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１９において、トランスミッション４０が、１速または２速で無いと判断された場合、およびステップＳ２０において、油圧シリンダ６ｃの圧力ｐが第１の圧力ｐ_a以上では無いと判断された場合にも、ステップＳ１に戻る。

　本発明に係る実施形態として示すハイブリッドホイールローダ１によれば、下記に示す効果を奏する。
（１）トルクコンバータを用いず、エンジン５０とトランスミッション４０の間に電動／発電機３０を装着する構造であるので、回生ブレーキ時に発生する回生エネルギの回収効率を大きくすることができる。
（２）走行電動機２５をプロペラシャシャフト１５の軸上に装着する構造であるので、回生エネルギの回収効率を大きくすることができる。
（３）走行電動機２５を前フレーム３内に配置する構造であるので、走行電動機２５を装着してもハイブリッドホイールローダ１のサイズが大きくなることはない。
（４）走行電動機２５を前フレーム３内に配置する構造であるので、前フレーム３により作業時等における土砂等Ｍの落下物から保護することができ、構造を簡素にして安全性を確保することができる。

（５）ハイブリッドホイールローダ１の走行開始時、走行電動機２５を動作してエンジン５０をアシストするので、走行開始時の走行速度を大きくすることができ、作業効率を向上する。
（６）ハイブリッドホイールローダ１の走行開始時、所定の時間ｔ₁内においてのみ走行電動機２５を動作するので、走行電動機２５の無駄な駆動を抑制し、環境にやさしい作業とすることができる。
（７）ハイブリッドホイールローダ１により重量が大きい土砂等Ｍを掘削する際、所定の重量以上の場合のみ、走行電動機２５を動作してエンジン５０をアシストする。したがって、効率を落とすこと無く、環境にやさしい作業とすることができる。
（８）さらに重量が大きい土砂等Ｍを掘削する際には、走行電動機２５の動作に加えて、電動／発電機３０を動作する、という負荷の大きさに対応して動作する電動機の数を増加する段階式のアシスト方式を採用した。その結果、一層、効率を落とすこと無く、環境にやさしい作業とすることができる。

　本発明に係るハイブリッドホイールローダ１の実施形態では、上述した電動／発電機３０を取り外して、代わりに、フライホイールとトルクコンバータを装着することができる。このようにする理由は、同一タイプのハイブリッドホイールローダ１を、電動／発電機３０仕様またはトルクコンバータ仕様のいずれにすることができるようにして、機種数を低減し、コスト低減と生産性の向上を図ることにある。
　以下に、その方法および構造について説明する。

　図５は、図２の領域Ａにおける拡大断面図であるが、図４における電動／発電機３０が装着されていたエンジン５０とトランスミッション４０との間に、フライホイール９１とトルクコンバータ９５を装着した状態の断面図を示す。
　フライホイール９１は、エンジン５０に対応する側に貫通孔９１ａを有する。貫通孔９１ａは、エンジン５０の駆動軸５１に設けられた取付孔５１ａに対応する位置に設けられている。フライホイール９１は、貫通孔９１ａに挿通され、取付孔５１ａに締結されるボルト等の締結部材６１により、エンジン５０の駆動軸５１に連結される。フライホイール９１のエンジン５０側とは反対側には、取付孔９１ｂが形成されている。フライホイール９１の軸芯は、エンジン５０の駆動軸５１の軸芯と同一軸であり、エンジン５０の駆動軸５１の回転と共にエンジン５０の駆動軸５１の同一軸芯上で回転する。

　トルクコンバータ９５は、エンジン５０の駆動軸５１、すなわち、フライホイール９１に連結されるポンプインペラと、オイルを介して駆動軸５１のトルクをトランスミッション４０に伝達するタービンライナと、ポンプインペラとタービンライナの間に設けられるステータとを有する。ポンプインペラには、フライホイール９１に対応する側に、貫通孔９５ａが形成されている。トルクコンバータ９５は、貫通孔９５ａに挿通されフライホイール９１の取付孔９１ｂに締結されるボルト等の締結部材６７によりフライホイール９１に取り付けられている。トルクコンバータ９５の回転軸９６は、ポンプインペラおよびタービンライナの回転軸を示し、エンジン５０の駆動軸５１の軸芯と同軸である。

　トランスミッション４０は、図４において説明した如く、トランスミッション軸受け４１と、ポンプ用ギヤ４２と、トランスミッション回転軸４３と、図示はしないが複数段のギヤトレーンおよび出力軸を備えている。トランスミッション４０のポンプ用ギヤ４２とトルクコンバータ９５のタービンライナとはスプラインにより連結されている。

　フライホイール９１は、フライホイールケース６２内に収容されている。トルクコンバータ９５はトルコンケース６３内に収容されている。また、トランミッション４０はトランスミッションケース６５内に収容されている。図４において説明した如く、フライホイールケース６２とトルコンケース６３とは側縁部の一部が重合され、ボルト等の締結部材６４により結合されている。トランスミッションケース６５とトルコンケース６３とは、側縁部の一部が重合され、ボルト等の締結部材６６により結合されている。

　フライホイール９１のプロペラシャフト１５の長手方向に沿う長さＬ_Fと、トルクコンバータ９５のプロペラシャフト１５の長手方向に沿う長さＬ_Tとの合計の長さは、図４における電動／発電機３０のプロペラシャフト１５の長手方向に沿う長さＬ_M/Gと同一である。
　従って、図４における電動／発電機３０に替えて、図５に示すフライホイール９１とトルクコンバータ９５を装着することが可能である。

　電動／発電機３０をフライホイール９１とトルクコンバータ９５に取り替えるためには、次のようにする。締結部材６１を取り外して、エンジン５０の駆動軸５１に連結されていた電動／発電機３０の回転軸３１を移動することにより電動／発電機３０を取り外す（前もって、トランスミッション４０を外しておく）。上述した如く、フライホイール９１の貫通孔９１ａと電動／発電機３０の貫通孔３１ｃとは同一の位置に形成されている。そこで、フライホイール９１の貫通孔９１ａをエンジン５０の駆動軸５１に形成された取付孔５１ａに位置合わせをし、締結部材６１により締結することにより、フライホイール９１をエンジン５０に連結する。そして、トルクコンバータ９５のポンプインペラの貫通孔９５ａをフライホイール９１の取付孔９１ｂに位置合わせし、締結部材６７により締結することによりトルクコンバータ９５のポンプインペラをフライホイール９１に取り付ける。

　トランスミッション４０のポンプ用ギヤ４２とトルクコンバータ９５のタービンライナとはスプラインによる連結であるので、この後、トランスミッション４０をエンジン５０の駆動軸５１に連結する。これにより、電動／発電機３０をフライホイール９１とトルクコンバータ９５とに取替える作業が完了する。
　フライホイール９１の長さＬ_Fと、トルクコンバータ９５の長さＬ_Tとの合計の長さは、電動／発電機３０の長さＬ_M/Gと同一である。そのため、電動／発電機３０をフライホイール９１とトルクコンバータ９５に取替えた後も、トランスミッション４０等、他の構成部品のプロペラシャフト１５の長手方向の位置は変化することがない。

　図６は、通常のホイールローダのフライホイール９１に電動／発電機３０’を設けた場合のエンジン～トランスミッション間の構造を示す断面図であり、本発明に係るハイブリッドホイールローダ１のエンジン～トランスミッション間の構造と対比するための比較用の図である。
　図６に図示された構造では、エンジン５０とトランスミッション４０との間にフライホイール９１’と電動／発電機３０’とが装着されている。電動／発電機３０’の回転軸３１’は、図４における電動／発電機３０の回転軸３１とは異なり、底部３１ａを有していない。換言すれば、無底無頭の円筒体である。電動／発電機３０’は、この回転軸３１’の一端面をフライホイール９１’の側面に接触させた状態で、締結部材６７によりフライホイール９１’に固定されている。
　これ以外の構成は、図４および図５に図示された構成と基本的には同一であり、同一の構成に同一の参照番号を付して説明を省略する。

　図６における電動／発電機３０’は図４に図示された電動／発電機３０に対応する。従って、電動／発電機３０’のプロペラシャフト１５の長手方向に沿う長さＬ_M/G’は、基本的には図４に図示された電動／発電機３０の長さＬ_M/Gと同一である。それゆえ、図６に図示された構造は、フライホイール９１’のプロペラシャフト１５の長手方向に沿う長さＬ_F’の分だけ長いものであることは明らかである。
　従って、このフライホイールの長さＬ_F’分だけ、プロペラシャフト１５の長さを短くすることが可能であり、これに伴い、ハイブリッドホイールローダ１の全長を短くして小型化を測ることが可能である。

　このため、本発明に係るハイブリッドホイールローダ１の実施形態では、前述した効果に加えて下記の効果を奏する。
ｉ）電動／発電機３０に代えてフライホイール９１とトルクコンバータ９５を装着することが可能であり、電動／発電機仕様車とトルクコンバータ仕様車との共用化に伴うコスト低減と生産性の向上を図ることができる。
ｉｉ）走行電動機２５をプロペラシャフト１５の軸上に装着することにより、フライホイールの長さＬ_F’分、ハイブリッドホイールローダ１の小型化を図ることができる。

　なお、上記実施形態では、シリンダ圧力ｐが閾値に達したときに走行電動機２５および電動／発電機３０を動作する場合で説明した。しかし、エンジン５０の最大回転トルクに対し、土砂等Ｍが過大の負荷となった場合には、エンジン５０の回転数が低下するので、エンジン５０の回転数を検出してその検出値により走行電動機２５または電動／発電機３０を動作させるようにしてもよい。但し、エンジン５０の回転数に基づいて各電動機の動作を制御する場合には、エンジン５０の回転数が、一旦、閾値を越えた後、閾値以下に低下したことを検出するようにする必要がある。

　エンジン５０をアシストするために走行電動機２５および電動／発電機３０を動作する条件は、アクセル踏込み開始後の所定時間ｔ₁以内あるいは、土砂等Ｍがエンジンの最大回転トルクに対して過大な負荷となった場合に限らない。たとえば、エンジン５０の牽引力が不足した場合には、いつでも行うようにしてもよい。

　なお、上記の実施の形態において、電源制御部７１は、図１１のステップＳ２、Ｓ４、Ｓ７で蓄電装置２６の充電量がフルＣ_FULLか否かを判定したが、蓄電量がフルフルＣ_FULLであることを判定するものでなくてもよい。たとえば、電源制御部７１は、蓄電装置２６の充電量Ｃが、予め設定された、走行電動機２５や電動／発電機３０を駆動させるのに十分な充電量Ｃであることを判定すればよい。また、電源制御部７１は、蓄電装置２６の充電量Ｃに代えて、蓄電装置２６のＳＯＣ（State of Charge）を用いてもよい。この場合、電源制御部７１は、電圧センサにより検出される蓄電装置２６の総電圧、電流センサにより検出される充電電流または放電電流等に基づいて、ＳＯＣを算出すればよい。

　その他、本発明のハイブリッドホイールローダは、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して構成することが可能であり、要は、エンジンと、エンジンの出力軸に直接取り付けられた回転軸を有する電動／発電機と、電動／発電機の回転軸に取り付けられた入力軸を有するトランスミッションと、トランスミッションの出力側に設けられ、トランスミッションの出力軸により駆動されるプロペラシャフトと、蓄電装置と、電動／発電機の電気エネルギを回収して蓄電装置に蓄電する制御装置と、を具備するものであればよい。

　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

　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２０１０年第１２１３８９号（２０１０年５月２７日出願）

Claims (11)

1. 　出力軸を有するエンジンと、
   　前記エンジンの出力軸に直接取り付けられた回転軸を有する電動／発電機と、
   　前記電動／発電機の回転軸に取り付けられた入力軸と、出力軸とを有するトランスミッションと、
   　前記トランスミッションの出力側に設けられ、前記トランスミッションの出力軸により駆動されるプロペラシャフトと、
   　蓄電装置と、
   　前記電動／発電機の電気エネルギを回収して前記蓄電装置に蓄電する制御装置と、
   　を具備するハイブリッドホイールローダ。
2. 　請求項１に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   前記プロペラシャフトの出力軸上に配置された走行電動機を備えたハイブリッドホイールローダ。
3. 　請求項２項に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   前記走行電動機がフロントフレーム内に配置されているハイブリッドホイールローダ。
4. 　請求項２または３に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   前記制御装置は、前記エンジンによる牽引力が不足する際、前記蓄電装置からの電力により前記走行電動機を駆動するハイブリッドホイールローダ。
5. 　請求項４に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   　前記制御装置は、走行開始時に前記蓄電装置からの電力により前記走行電動機を駆動するハイブリッドホイールローダ。
6. 　請求項４または５に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   　上下方向に回動するバケットと、
   　前記バケットの高さを検出する高さ検出器と、をさらに備え、
   　前記制御装置は、前記高さ検出器により検出された前記バケットの高さが所定の高さより小さいことを判定すると、前記蓄電装置からの電力により前記走行電動機を駆動するハイブリッドホイールローダ。
7. 　請求項６に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   　前記バケットを上下方向に回動させるシリンダと、
   　前記シリンダの圧力を検出する圧力検出器と、をさらに備え、
   　前記制御装置は、前記圧力検出器により検出された前記シリンダの圧力が第１の圧力よりも大きいことを判定すると、前記蓄電装置からの電力により前記走行電動機を駆動するハイブリッドホイールローダ。
8. 　請求項７に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   　前記制御装置は、前記圧力検出器により検出された前記シリンダの圧力が前記第１の圧力よりも大きい第２の圧力以上であることを判定すると、前記蓄電装置からの電力により前記電動／発電機を駆動するハイブリッドホイールローダ。
9. 　請求項７または８に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
   　前記蓄電装置からの電力により前記走行電動機が駆動されているときに、前記制御装置によって前記圧力検出器により検出された前記シリンダの圧力が前記第１の圧力よりも小さいことが判定されると、前記制御装置は、前記走行電動機の駆動を停止させるハイブリッドホイールローダ。
10. 　請求項１乃至９の何れか１項に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
    　前記制御装置は、減速時に前記蓄電装置の充電量が所定量より小さい場合には、前記電動／発電機および前記走行電動機の電気エネルギを前記蓄電装置に蓄電するハイブリッドホイールローダ。
11. 　請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のハイブリッドホイールローダにおいて、
    前記エンジンの出力軸に取り付けられた前記電動／発電機を取り外し、フライホールおよびトルクコンバータを装着可能に構成されているハイブリッドホイールローダ。

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