特許 5879296 電動式走行車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5879296

(24)【登録日】2016年2月5日

(45)【発行日】2016年3月8日

(54)【発明の名称】電動式走行車両

(51)【国際特許分類】

   F16D 65/18 20060101AFI20160223BHJP

   H02K 7/102 20060101ALI20160223BHJP

   F16D 55/226 20060101ALI20160223BHJP

   F16D 121/16 20120101ALN20160223BHJP

   F16D 127/02 20120101ALN20160223BHJP

   F16D 129/02 20120101ALN20160223BHJP

【ＦＩ】

   F16D65/18

   H02K7/102

   F16D55/226 104A

   F16D121:16

   F16D127:02

   F16D129:02

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-77367(P2013-77367)

(22)【出願日】2013年4月3日

(65)【公開番号】特開2014-202244(P2014-202244A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2015年2月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(74)【代理人】

【識別番号】100167748

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輝

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 徳孝

(72)【発明者】

【氏名】中澤 由彦

【審査官】 竹村 秀康

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５８０４９３５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９０３１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ４９／００ − ７１／０４

Ｈ０２Ｋ ７／１０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前部車体と、後部車体とが連結軸を回転軸として左右に屈曲されるアーティキュレート式の電動式走行車両であって、
ロータと、ステータと、前記ロータおよびステータを内部に保持するハウジングとを有し、走行駆動力を与える走行用電動機と、
ディスク式の油圧ネガティブブレーキであって、駐車ブレーキ指令によりブレーキディスクに駐車ブレーキ力を与え、油圧によるブレーキ解除圧により前記駐車ブレーキ力を解除する駐車ブレーキ装置と、
蓄圧器を有し、前記蓄圧器で保持した圧油によって前記駐車ブレーキ装置に前記ブレーキ解除圧を供給するブレーキ解除装置とを備え、
前記駐車ブレーキ装置は、前記ブレーキディスクと、ブレーキパッドと、前記ブレーキディスクに前記ブレーキパッドを押しつけるブレーキキャリパとを有し、
前記走行用電動機は、前記ハウジングに前記ブレーキキャリパが取り付けられる電動機側取付部を有し、
前記ブレーキキャリパは、前記電動機側取付部に取り付けられ、
前記走行用電動機は、前記前部車体に設けられる第１の走行用電動機と、前記後部車体に設けられる第２の走行用電動機とを含み、
前記第２の走行用電動機のハウジングは、前記第１の走行用電動機のハウジングよりも外径が大きく、
前記電動機側取付部は、前記第２の走行用電動機のハウジングのフロント側の端面に設けられることを特徴とする電動式走行車両。

【請求項2】

前部車体と、後部車体とが連結軸を回転軸として左右に屈曲されるアーティキュレート式の電動式走行車両であって、
ロータと、ステータと、前記ロータおよびステータを内部に保持するハウジングとを有し、走行駆動力を与える走行用電動機と、
ディスク式の油圧ネガティブブレーキであって、駐車ブレーキ指令によりブレーキディスクに駐車ブレーキ力を与え、油圧によるブレーキ解除圧により前記駐車ブレーキ力を解除する駐車ブレーキ装置と、
蓄圧器を有し、前記蓄圧器で保持した圧油によって前記駐車ブレーキ装置に前記ブレーキ解除圧を供給するブレーキ解除装置とを備え、
前記駐車ブレーキ装置は、前記ブレーキディスクと、ブレーキパッドと、前記ブレーキディスクに前記ブレーキパッドを押しつけるブレーキキャリパとを有し、
前記走行用電動機は、前記ハウジングに前記ブレーキキャリパが取り付けられる電動機側取付部を有し、
前記ブレーキキャリパは、前記電動機側取付部に取り付けられ、
前記走行用電動機は、前記前部車体に設けられる第１の走行用電動機と、前記後部車体に設けられる第２の走行用電動機とを含み、
前記第１の走行用電動機のハウジングは、前記第２の走行用電動機のハウジングよりも外径が大きく、
前記電動機側取付部は、前記第１の走行用電動機のハウジングのリア側の端面に設けられることを特徴とする電動式走行車両。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の電動式走行車両において、
前記駐車ブレーキ装置は、前部車体と後部車体とが連結軸を回転軸として左右いずれか一方の方向に屈曲されると、前記連結軸の左右のいずれか他方の方向における空間に対して露出することを特徴とする電動式走行車両。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動式走行車両において、
前記電動機側取付部に取り付けられる台座をさらに備え、
前記ブレーキキャリパは、前記電動機側取付部に取り付けられた前記台座を介して前記電動機側取付部に取り付けられることを特徴とする電動式走行車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駐車ブレーキ装置を備える電動式走行車両に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえばアーティキュレート式のホイールローダ等に代表される建設機械には、駐車時の意図しない移動を防止するために駐車ブレーキ装置が設けられている。内燃機関を動力源とする作業車両（走行車両）では、たとえば、トランスミッションに設けられた前進用のクラッチと後退用のクラッチとを同時に締結してトランスミッションの出力軸を固定することで、駐車ブレーキを作動させる。

【0003】

しかし、電動式の走行車両、たとえばシリーズハイブリット式のホイールローダでは、走行用電動機の制御によって前進と後退とを切り替えられるため、トランスミッションが設けられていない。したがって、たとえばシリーズハイブリット式のホイールローダでは、前進用のクラッチおよび後退用のクラッチを有さず、内燃機関を動力源とする走行車両のようなトランスミッションを利用する駐車ブレーキを設けられない。そのため、たとえばシリーズハイブリット式のホイールローダでは、駐車ブレーキを別途設けなければならない。

【0004】

走行車両用の駐車ブレーキ装置として、たとえば電動式の駐車ブレーキ装置が知られている。この電動式の駐車ブレーキ装置では、電動機を回転駆動することで駐車ブレーキを作動および解除する（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００５−５１３３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、電動式の走行車両に対して上述した特許文献に記載の電動式駐車ブレーキ装置を採用した場合、駐車ブレーキの電動機を回転駆動させるための電気系統に不具合が生じると、駐車ブレーキを解除できなくなるおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１） 請求項１の発明による電動式走行車両は、前部車体と、後部車体とが連結軸を回転軸として左右に屈曲されるアーティキュレート式の電動式走行車両であって、ロータと、ステータと、ロータおよびステータを内部に保持するハウジングとを有し、走行駆動力を与える走行用電動機と、ディスク式の油圧ネガティブブレーキであって、駐車ブレーキ指令によりブレーキディスクに駐車ブレーキ力を与え、油圧によるブレーキ解除圧により駐車ブレーキ力を解除する駐車ブレーキ装置と、蓄圧器を有し、蓄圧器で保持した圧油によって駐車ブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給するブレーキ解除装置とを備え、駐車ブレーキ装置は、ブレーキディスクと、ブレーキパッドと、ブレーキディスクにブレーキパッドを押しつけるブレーキキャリパとを有し、走行用電動機は、ハウジングにブレーキキャリパが取り付けられる電動機側取付部を有し、ブレーキキャリパは、電動機側取付部に取り付けられ、走行用電動機は、前部車体に設けられる第１の走行用電動機と、後部車体に設けられる第２の走行用電動機とを含み、第２の走行用電動機のハウジングは、第１の走行用電動機のハウジングよりも外径が大きく、電動機側取付部は、第２の走行用電動機のハウジングのフロント側の端面に設けられることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明による電動式走行車両は、前部車体と、後部車体とが連結軸を回転軸として左右に屈曲されるアーティキュレート式の電動式走行車両であって、ロータと、ステータと、ロータおよびステータを内部に保持するハウジングとを有し、走行駆動力を与える走行用電動機と、ディスク式の油圧ネガティブブレーキであって、駐車ブレーキ指令によりブレーキディスクに駐車ブレーキ力を与え、油圧によるブレーキ解除圧により駐車ブレーキ力を解除する駐車ブレーキ装置と、蓄圧器を有し、蓄圧器で保持した圧油によって駐車ブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給するブレーキ解除装置とを備え、駐車ブレーキ装置は、ブレーキディスクと、ブレーキパッドと、ブレーキディスクにブレーキパッドを押しつけるブレーキキャリパとを有し、走行用電動機は、ハウジングにブレーキキャリパが取り付けられる電動機側取付部を有し、ブレーキキャリパは、電動機側取付部に取り付けられ、走行用電動機は、前部車体に設けられる第１の走行用電動機と、後部車体に設けられる第２の走行用電動機とを含み、第１の走行用電動機のハウジングは、第２の走行用電動機のハウジングよりも外径が大きく、電動機側取付部は、第１の走行用電動機のハウジングのリア側の端面に設けられることを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の電動式走行車両において、駐車ブレーキ装置は、前部車体と後部車体とが連結軸を回転軸として左右いずれか一方の方向に屈曲されると、連結軸の左右のいずれか他方の方向における空間に対して露出することを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動式走行車両において、電動機側取付部に取り付けられる台座をさらに備え、ブレーキキャリパは、電動機側取付部に取り付けられた台座を介して電動機側取付部に取り付けられることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、駐車ブレーキ指令によりブレーキディスクに駐車ブレーキ力を与え、油圧によるブレーキ解除圧により駐車ブレーキ力を解除する駐車ブレーキ装置と、蓄圧器を有し、蓄圧器で保持した圧油によって駐車ブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給するブレーキ解除装置とを備えるように構成した。これにより、駐車ブレーキが解除できなくなることによって電動式走行車両での移動や作業ができなくなるという不具合を防止でき、作業効率の向上に資する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明による電動式走行車両の一例であるシリーズハイブリッド式のホイールローダの側面図である。

【図2】ホイールローダの構成の一例を示す図である。

【図3】モータ要求トルクマップ（モータ特性）を示す図である。

【図4】リアモータとフロントモータのトルクの決定方法を説明するための機能ブロック図である。

【図5】図５（ａ）はフロントモータを示す断面模式図であり、図５（ｂ）はリアモータを示す断面模式図である。

【図6】ホイールローダに搭載されたリアモータおよびフロントモータを簡略的に示した図である。

【図7】ホイールローダの平面図である。

【図8】フロントモータとリアモータの要部拡大平面図である。

【図9】駐車ブレーキ装置の断面構造、および、駐車ブレーキ装置の取り付け状態の一例を示す図である。

【図10】リアモータと駐車ブレーキ装置との分解図である。

【図11】前部車体と、後部車体とを連結軸で右側に屈曲させたホイールローダの連結軸近傍を左前方から見たときの斜視図である。

【図12】駐車ブレーキの前方から駐車ブレーキ装置の取り付け状態を見たときの図である。

【図13】駐車ブレーキの上方から駐車ブレーキ装置の取り付け状態を見たときの図である。

【図14】ホイールローダの油圧回路のうち、主に本実施の形態に係る部分を示した油圧回路図である。

【図15】変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１〜１４を参照して、本発明による電動式走行車両の一実施の形態を説明する。本実施の形態では、本発明をシリーズハイブリッド式ホイールローダに適用した場合について説明する。

【0011】

図１は、本発明による電動式走行車両の一例であるシリーズハイブリッド式のホイールローダ１００の側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、バケット１１２、前輪１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１４０、後輪１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。

【0012】

本実施の形態のホイールローダ１００は、前部車体１１０と、後部車体１２０とが連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌを屈曲軸として左右に屈曲されるアーティキュレート式のホイールローダ１００である。前部車体１１０と後部車体１２０とは連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌ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１１６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。

【0013】

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。

【0014】

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、作業油圧装置（以下、単に作業装置と称す）１００Ｈと、走行駆動装置１００Ｄとを備えている。

【0015】

作業装置１００Ｈは、アーム１１１およびバケット１１２（図１参照）と、アームシリンダ１１７およびバケットシリンダ１１５とを含んで構成され、エンジン１により駆動される作業用油圧ポンプ１０から吐出される圧油により駆動される。作業用油圧ポンプ１０から吐出される圧油は、制御弁１１を介して、アームシリンダ１１７およびバケットシリンダ１１５へと供給される。運転室１２１内のアーム操作レバー５７およびバケット操作レバー５８を操作することにより、制御弁１１が動作し、アームシリンダ１１７およびバケットシリンダ１１５へ作動油が適宜分配され、アーム１１１およびバケット１１２に所定の動作を行わせることができるようになっている。

【0016】

走行電動装置１００Ｅは、モータ／ジェネレータ５と、Ｍ／Ｇインバータ２５と、走行用電動機であるフロントモータ３およびリアモータ４と、フロントインバータ２３と、リアインバータ２４と、蓄電素子（たとえば、キャパシタ）７と、コンバータ２７とを含んで構成される。

【0017】

走行駆動装置１００Ｄは、アクスル６０Ｆ，６０Ｒと、デファレンシャル装置７０Ｆ，７０Ｒと、プロペラシャフト６４とを含んで構成され、フロントモータ３およびリアモータ４によって駆動される。

【0018】

図２および図６、図７を参照して、フロントモータ３とリアモータ４との連結構造について説明する。フロントモータ３のロータ３ｒにはモータシャフト６３が一体化され、リアモータ４のロータ４ｒにはモータシャフト６５が一体化されている。フロントモータシャフト６３の車両後端とリアモータシャフト６５の車両前端とは、自在継手７３，７４を介してプロペラシャフト６４に接続されている。すなわち、プロペラシャフト６４の車両後端には第１自在継手７４を介してリアモータ４のモータシャフト６５が接続され、プロペラシャフト６４の車両前端には第２自在継手７３を介してフロントモータ３のモータシャフト６３が接続されている。これにより、フロントモータ３のモータシャフト６３とリアモータ４のモータシャフト６５とは、プロペラシャフト６４および一対の自在継手７３，７４により連結され、一体的に回転する。

【0019】

一対の前輪１１３は、それぞれ、前輪側アクスル６０Ｆに連結されている。前輪側アクスル６０Ｆは、デファレンシャル装置７０Ｆに接続され、デファレンシャル装置７０Ｆは、一対の自在継手からなる連結部７２を介してフロントモータ３のモータシャフト６３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６０Ｒに連結されている。後輪側アクスル６０Ｒは、デファレンシャル装置７０Ｒに接続され、デファレンシャル装置７０Ｒは、一対の自在継手からなる連結部７５を介してリアモータ４のモータシャフト６５に連結されている。

【0020】

図２に示すように、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３相交流電力を発生する発電機として機能する。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フロントインバータ２３およびリアインバータ２４に供給される。なお、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はコンバータ２７を介して蓄電素子７にも供給され、蓄電素子７が充電される。

【0021】

Ｍ／Ｇインバータ２５、フロントインバータ２３およびリアインバータ２４は、メインコントローラ２０からのインバータ駆動信号により駆動され、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電力変換装置である。Ｍ／Ｇインバータ２５、フロントインバータ２３およびリアインバータ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。

【0022】

蓄電素子７は、ある程度の電気的仕事（たとえば数１０ｋＷ、数秒程度の仕事）で発生する電力を蓄電し、所望の時期に蓄電された電荷を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、フロントインバータ２３およびリアインバータ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。

【0023】

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、フロントインバータ２３およびリアインバータ２４により３相交流電力に変換される。フロントモータ３およびリアモータ４は、それぞれフロントインバータ２３およびリアインバータ２４で変換された３相交流電力（モータ駆動信号とも呼ぶ）により駆動されて回転トルクを発生する。フロントモータ３およびリアモータ４で発生した回転トルクは、デファレンシャル装置７０Ｆ，７０Ｒおよびアクスル６０Ｆ，６０Ｒを介して、前輪１１３および後輪１２３に伝達される。

【0024】

一方、回生制動の運転時には、前輪１１３および後輪１２３から伝達される回転トルクによりフロントモータ３およびリアモータ４が回転して、３相交流電力が発生する。フロントモータ３およびリアモータ４で発生した３相交流電力は、それぞれフロントインバータ２３およびリアインバータ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、蓄電素子７はフロントインバータ２３およびリアインバータ２４で変換された直流電力により充電される。

【0025】

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、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演算処理装置を含んで構成されている。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。

【0026】

メインコントローラ２０には、前後進切換スイッチ５１、アクセルペダルセンサ５２、車速センサ５３、ブレーキペダルセンサ５４、エンジン回転センサ５０、フロントモータ３の回転センサ５９Ｆ、リアモータ４の回転センサ５９Ｒ、および駐車ブレーキスイッチ５５からの信号がそれぞれ入力される。

【0027】

前後進切換スイッチ５１は、車両の前進／後進を指令する前後進スイッチ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の車両走行速度（車速）を検出して、車速信号をメインコントローラ２０に出力する。ブレーキペダルセンサ５４は、ブレーキペダル（不図示）のペダル操作量を検出してサービスブレーキ信号をメインコントローラ２０に出力する。駐車ブレーキスイッチ５５は、駐車ブレーキを作動させるためのスイッチである。

【0028】

エンジン回転センサ５０はエンジン１の実回転数を検出して、実回転信号をメインコントローラ２０に出力する。走行モータ回転センサ５９Ｆ，５９Ｒは、たとえばレゾルバであり、フロントモータ３およびリアモータ４の回転に応じた信号を出力する。このモータ回転信号はそれぞれメインコントローラ２０に入力される。なお、走行モータ回転センサ５９Ｆ，５９Ｒおよび車速センサ５３のうち、いずれかを省略してもよい。たとえば、車速センサ５３を省略し、走行モータ回転センサ５９により検出されたモータ回転数に基づいて車速を演算してもよい。

【0029】

メインコントローラ２０は、アクセルペダル（不図示）のペダル操作量を含む車両情報に応じた要求トルクをフロントモータ３およびリアモータ４が出力するように、エンジン１、フロントインバータ２３およびリアインバータ２４を制御する。フロントモータ３とリアモータ４の要求トルクの演算方法については後述する。

【0030】

メインコントローラ２０は、演算したモータ要求トルクに基づいてフロントモータ３およびリアモータ４に必要な発電量を演算する。メインコントローラ２０は、モータ／ジェネレータ５で所定の発電量を得るためのエンジン目標回転数を演算し、演算した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に出力するとともに、モータ／ジェネレータ５で発電した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。

【0031】

エンジンコントローラ２１は、エンジン回転センサ５０で検出されたエンジン１の実回転数Ｎａと、メインコントローラ２０からのエンジン目標回転数Ｎｔとを比較して、エンジン１の実回転数Ｎａをエンジン目標回転数Ｎｔに近づけるために燃料噴射装置（不図示）を制御する。

【0032】

メインコントローラ２０は、蓄電素子７の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）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、すなわち車速情報やアクセルペダルのペダル操作量、充電率等に応じて、エンジン１、Ｍ／Ｇインバータ２５、フロントインバータ２３およびリアインバータ２４、コンバータ２７等を制御する。

【0033】

上記したように、メインコントローラ２０は、走行時にフロントモータ３およびリアモータ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３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、フロントモータ３のトルクカーブ（特性Ｍ２）と、リアモータ４のトルクカーブ（特性Ｍ１）とを表すマップである。

【0034】

図３に示すように、フロントモータ３とリアモータ４とでは特性が異なっている。フロントモータ３は、低速域で大きなトルクを出すことはできないが高速回転まで駆動可能な特性を有する高速型モータ（特性Ｍ２）であり、リアモータ４は、高速回転までトルクを出すことはできないが、低速域で大きなトルクを出すことが可能な低速型モータ（特性Ｍ１）である。フロントモータ３とリアモータ４とでは、高効率で駆動できる動作領域が異なるため、車両に要求される動力性能の広い範囲で高効率な電動機駆動が可能となる。

【0035】

特性Ｍ１および特性Ｍ２のそれぞれは、モータ要求トルクが、アクセル信号に比例しつつリアモータ４およびフロントモータ３の回転数に反比例するように設定されており、メインコントローラ２０内の記憶装置に記憶されている。

【0036】

つまり、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フロントモータ３およびリアモータ４のそれぞれの出力が増減するようアクセル信号とフロントモータ３およびリアモータ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用いて、フロントモータ３およびリアモータ４の回転数から、モータ要求トルクを決定する。フロントモータ３とリアモータ４のそれぞれの要求トルクを決定し、このトルクに基づいて周知の方法によりモータ駆動信号を生成し、モータ駆動信号をフロントインバータ２３およびリアインバータ２４に出力する。

【0037】

本実施の形態では、最高の電動機効率となるように、リアモータ４およびフロントモータ３のそれぞれの要求トルクを決定する。図４は、リアモータ４とフロントモータ３のトルクの決定方法を説明するための機能ブロック図である。図４に示すように、メインコントローラ２０は、車両走行出力演算部９１と、走行用電動機トルク演算部９２と、リミッタ９３とを機能的に備えている。

【0038】

運転者からの操作指令に相当するアクセル信号、ブレーキ信号、前後進スイッチ信号、ならびに現在の車両走行速度（車速）等が車両走行出力演算部９１に入力されると、車両走行出力演算部９１において、車両から要求される走行出力指令が演算される。

【0039】

演算された走行出力指令が走行用電動機トルク演算部９２に入力されると、走行用電動機トルク演算部９２は、リアモータ４およびフロントモータ３のそれぞれに要求されるトルクを演算する。このとき、リアモータ４の要求トルク、および、フロントモータ３の要求トルクを合計すると、上記した車両が要求する走行出力指令に相当するトルク値となっている。

【0040】

走行用電動機トルク演算部９２では内部にリアモータ４およびフロントモータ３の効率データテーブルを有しており、その効率データテーブルに基づいて、走行出力指令に対し最高の電動機効率となるようなトルクの分配を決定する。リアインバータ２４、および、フロントインバータ２３のそれぞれが有する制御装置（不図示）に対し、トルク指令として出力する際には、リミッタ９３においてハイブリッドシステムおよび車両の制限事項に基づくトルク制限処理を施して、リアモータトルク指令、フロントモータトルク指令とする。リアインバータ２４およびフロントインバータ２３は、リアモータトルク指令、フロントモータトルク指令に基づいて、リアモータ４およびフロントモータ３のそれぞれの電機子巻線（固定子巻線）に３相交流電力を供給し、ロータ３ｒ，４ｒを回転させて車両の走行動作を行う。

【0041】

以上のように、本実施の形態では特性の異なる２つの走行電動機を用いて、電動機の効率が最高となるように車両要求に対してトルクの配分を行うので、各走行電動機を最適の容量とすることができ、駆動装置の小型化、および高効率化を実現することが可能となる。

【0042】

本実施の形態に係るフロントモータ３およびリアモータ４は、ハイブリッド式車両の走行に使用するのが好適な走行電動機であって、かご型ロータを備える誘導電動機や永久磁石を有するロータを備える同期電動機である。以下、誘導電動機を例に説明する。

【0043】

図５は、本実施の形態に係るフロントモータ３およびリアモータ４の断面模式図である。図５（ａ）に示すように、フロントモータ３は、ハウジング３０と、ハウジング３０の内部に保持されたステータ３ｓとを有し、ステータ３ｓは円筒形状のステータコア（固定子鉄心）３２と固定子巻線３３とを備えている。ステータコア３２の内側には、ロータ（回転子）３ｒが隙間を介して回転可能に保持されている。ロータ３ｒは、円筒形状のロータコア３５と、導体バー（不図示）と、エンドリング（短絡環）３６とを備えており、ロータコア３５の中空部には円柱状のロータシャフト（回転軸体）６３が圧入され、ロータコア３５がモータシャフト６３に固定されている。

【0044】

ハウジング３０は、円筒状のセンターブラケット３０ａと、軸受３８ａ，３８ｂが設けられた一対のエンドブラケット３０ｂ，３０ｃとを有している。センターブラケット３０ａとステータコア３２との間には冷却ジャケット３１が介装されている。モータシャフト６３は、エンドブラケット３０ｂ，３０ｃのそれぞれに設けられた軸受３８ａ，３８ｂにより回転自在に保持されている。

【0045】

図５（ｂ）に示すように、リアモータ４は、ハウジング４０と、ハウジング４０の内部に保持されたステータ４ｓとを有し、ステータ４ｓは円筒形状のステータコア（固定子鉄心）４２と固定子巻線４３とを備えている。ステータコア４２の内側には、ロータ（回転子）４ｒが隙間を介して回転可能に保持されている。ロータ４ｒは、円筒形状のロータコア４５と、導体バー（不図示）と、エンドリング（短絡環）４６とを備えており、ロータコア４５の中空部には円柱状のロータシャフト（回転軸体）６５が圧入され、ロータコア４５がモータシャフト６５に固定されている。

【0046】

ハウジング４０は、円筒状のセンターブラケット４０ａと、軸受４８ａ，４８ｂが設けられた一対のエンドブラケット４０ｂ，４０ｃとを有している。センターブラケット４０ａとステータコア４２との間には冷却ジャケット４１が介装されている。モータシャフト６５は、エンドブラケット４０ｂ，４０ｃのそれぞれに設けられた軸受４８ａ，４８ｂにより回転自在に保持されている。

【0047】

リアモータ４は、上記したように、低速域ではフロントモータ３よりもトルクが大きく、高速域ではフロントモータ３よりもトルクが小さい特性を有する低速型モータである。リアモータ４は、高速型モータであるフロントモータ３に対してサイズ（ロータ４ｒの径方向長さ）、質量が大きいもので構成してある。すなわち、リアモータ４の体格は、フロントモータ３の体格よりも大きい。

【0048】

図６は、ホイールローダ１００に搭載されたリアモータ４およびフロントモータ３を簡略的に示した図である。図７は、ホイールローダ１００の平面図である。図６では、ホイールローダ１００の外形を二点鎖線で示している。図７では、運転室１２１やエンジン室１４０、アーム１１１やバケット１１２等の図示を省略している。

【0049】

ホイールローダ１００では、車両前方に設置されたバケット１１２等の作業装置で重量物搬送等の各種作業を実施する関係上、車両後方にバランスをとるためのカウンタウエイト１２４が搭載されている（図１参照）。よって、作業装置の反対方向、すなわち車両の後方に重量物となる低速型モータを搭載することが好ましい。

【0050】

前部車体１１０は、前フレーム１１９を構成する上板１１９Ｕ、下板１１９Ｌ、および、一対の側板１１９Ｓを有する略箱状に形成された前フレーム１１９を有しており、この前フレーム１１９内にフロントモータ３が配設されている。後部車体１２０は、運転室１２１およびエンジン室１４０が取り付けられる後フレーム１２９を有しており、この後フレーム１２９内にリアモータ４が配設されている。リアモータ４の側方には後フレーム１２９の側板１２９Ｓが設けられている。

【0051】

フロントモータ３は、上板１１９Ｕ、下板１１９Ｌ、および、一対の側板１１９Ｓによって囲まれているため、掘削作業時に土砂等から保護される。リアモータ４は、運転室１２１の下方に位置し、運転室１２１および側板１２９Ｓによって囲まれているため、掘削作業時に土砂等から保護される。

【0052】

図８は、図７の要部拡大図である。ホイールローダ１００は、ディスク式の駐車ブレーキ装置８０を備えている。駐車ブレーキ装置８０はネガティブ式駐車ブレーキである。駐車ブレーキ装置８０は、リアモータ４のモータシャフト６５の車両前側（フロント側）に設けられた駐車ブレーキ用ディスク（ブレーキディスク）８１と、ブレーキディスク８１の外周部を挟持してホイールローダ１００に駐車ブレーキ力を与える一対のブレーキパッド８２とを備えている。駐車ブレーキ装置８０は、駐車ブレーキの作動／非作動を制御する駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３と、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３が設けられるブレーキキャリパ８５と、駐車ブレーキ作動指令により駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３を駆動制御する油圧回路８４とを備えている。

【0053】

図９は、駐車ブレーキ装置８０の断面構造、および、駐車ブレーキ装置８０の取り付け状態の一例を示す図である。図１０は、リアモータ４０と駐車ブレーキ装置８０との分解図である。図１１は、前部車体１１０と、後部車体１２０とを連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌで右側に屈曲させたホイールローダ１００の連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌ近傍を左前方から見たときの斜視図である。図１２は、駐車ブレーキ８０の前方から駐車ブレーキ装置８０の取り付け状態を見たときの図であり、図１３は、駐車ブレーキ８０の上方から駐車ブレーキ装置８０の取り付け状態を見たときの図である。

【0054】

図９，１０に示すように、リアモータ４のハウジング４０のうち、フロント側のエンドブラケット４０ｂには、駐車ブレーキ装置８０のブレーキキャリパ８５を取り付けるための電動機側取付部として、キャリパ取付ブラケット４１０が設けられている。キャリパ取付ブラケット４１０には、後述するキャリパ取付ボルト８６が螺合するネジ穴４１１が設けられている。

【0055】

駐車ブレーキ装置８０のブレーキディスク８１は、リアモータ４のモータシャフト６５に固定され、モータシャフト６５とともに回転する。駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３は、ブレーキキャリパ８５に固定されている。駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３は、後述する油圧経路８４からの圧油の供給が絶たれると、内蔵するバネの付勢力によってピストンを図９における図示右方へ押し出して、ブレーキパッド８２をブレーキディスク８１に押しつけて、駐車ブレーキを作動させる。また、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３は、油圧経路８４からの圧油によって内蔵するバネの付勢力に抗してピストンを図９における図示左方へ押し戻して、駐車ブレーキを解除する。すなわち、駐車ブレーキ装置８０は、ネガティブ式の駐車ブレーキ装置である。

【0056】

ブレーキキャリパ８５は、キャリパ取付ボルト８６によってキャリパ取付ブラケット４１０に取り付けられている。上述したように、キャリパ取付ボルト８６は、キャリパ取付ブラケット４１０のネジ穴４１１に螺号して、キャリパ取付ブラケット４１０に固定される。なお、ブレーキキャリパ８５は、一対のブレーキパッド８２がブレーキディスク８１の両面を同じ力で挟時するように、キャリパ取付ボルト８６の延在方向（スラスト方向）へ移動可能とされている。このように、ブレーキキャリパ８５は、キャリパ取付ボルト８６の延在方向に移動可能な状態でリアモータ４のハウジング４０（エンドブラケット４０ｂ）に取り付けられているが、本実施の形態では、単に「取り付けられている」と記載する。

【0057】

図１１に示すように、前部車体１１０と、後部車体１２０とを連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌでたとえば右側に屈曲させると、連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌ近傍で駐車ブレーキ装置８０が露出する。そのため、駐車ブレーキ装置８０のメンテナンス性が良好である。

【0058】

図１４は、ホイールローダ１００の油圧回路のうち、主に本実施の形態に係る部分を示した油圧回路図である。油圧回路８４は、電磁切替弁８４１と、蓄圧器（アキュムレータ）８４２と、逆止弁８４３とを備えている。作業用油圧ポンプ１０から駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３へ供給される圧油は、電磁切替弁８４１によって制御される。作業用油圧ポンプ１０からの圧油は、逆止弁８４３を介して電磁切替弁８４１へ供給される。逆止弁８４３と電磁切替弁８４１とを結ぶ配管には、アキュムレータ８４２が取り付けられている。

【0059】

メインコントローラ２０からの駐車ブレーキ作動信号によって電磁切替弁８４１のソレノイドは消磁され、メインコントローラ２０からの駐車ブレーキ解除信号によって電磁切替弁８４１のソレノイドは励磁される。電磁切替弁８４１のソレノイドが消磁されると、電磁切替弁８４１のスプールがロ位置に切り替えられて、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３への圧油の供給が絶たれるとともに、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３と不図示の作動油タンクが接続される。これにより、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３は、内蔵するバネの付勢力によってピストンを押し出す。その結果、上述したように、駐車ブレーキが作動する。

【0060】

電磁切替弁８４１のソレノイドが励磁されると、電磁切替弁８４１のスプールがイ位置に切り替えられて、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３へ圧油が供給される。これにより、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３は、内蔵するバネの付勢力に抗してピストンを押し戻す。その結果、上述したように、駐車ブレーキが解除される。

【0061】

すなわち、オペレータが駐車ブレーキの作動を指令する操作を行い、たとえば、駐車ブレーキスイッチ５５から駐車ブレーキ作動指令が出力されると、メインコントローラ２０から駐車ブレーキ作動信号が電磁切替弁８４１へ出力される。これにより、上述したように、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３が収縮し、バネの付勢力でブレーキパッド８２が駐車ブレーキ用ディスク８１を挟持して駐車ブレーキが作動する。

【0062】

オペレータが駐車ブレーキ作動の解除操作を行い、たとえば、駐車ブレーキスイッチ５５から駐車ブレーキ解除指令が出力されると、メインコントローラ２０から駐車ブレーキ解除信号が電磁切替弁８４１へ出力される。これにより、上述したように、駐車ブレーキ用油圧シリンダ８３がバネの付勢に抗して伸長して、駐車ブレーキ用ディスク８１がブレーキパッド８２による挟持から解放され、駐車ブレーキが非作動となる。

【0063】

なお、上述したように、油圧回路８４にはアキュムレータ８４２が設けられている。アキュムレータ８４２には、作業用油圧ポンプ１０からの圧油が保持（蓄積）される。アキュムレータ８４２に蓄積された圧油は、作業用油圧ポンプ１０の停止後も（すなわち、エンジン１の停止後も）逆止弁８４３およびロ位置に切り替えられた電磁切替弁８４１によって、アキュムレータ８４２で保持される。

【0064】

たとえば、エンジン１の停止中であっても電磁切替弁８４１のソレノイドへ通電できるように電気回路を構成することによって、エンジン１の停止中であっても、アキュムレータ８４２に蓄積された圧油によって駐車ブレーキの解除が可能となる。また、電磁切替弁８４１を手動操作によってイ位置に切り替えられるように構成することで、エンジン１の停止中の場合や、何らかの原因によって電磁切替弁８４１のソレノイドに通電できない場合であっても、アキュムレータ８４２に蓄積された圧油によって駐車ブレーキの解除が可能となる。すなわち、アキュムレータ８４２で保持された圧油によって駐車ブレーキ装置８０にブレーキ解除圧を供給するように構成してもよい。

【0065】

上述した本実施の形態のホイールローダ１００では、次の作用効果を奏する。
（１） ディスク式の油圧ネガティブブレーキである駐車ブレーキ装置８０をシリーズハイブリッド式のホイールローダ１００の駐車ブレーキ装置として用いるように構成した。これにより、たとえば電動式駐車ブレーキ装置を採用した場合のように、駐車ブレーキの電動機を回転駆動させるための電気系統に不具合が生じて駐車ブレーキを解除できなくなる、という不具合を回避できる。したがって、駐車ブレーキが解除できなくなることによってホイールローダ１００での移動や作業ができなくなるという不具合を防止でき、作業効率の向上に資する。また、既存機種のホイールローダにも容易に採用できるので、設計変更等の手間や、取り付けのための加工が最小限で済み、コスト増を抑制できる。

【0066】

（２） アキュムレータ８４２で保持された圧油によって駐車ブレーキ装置８０にブレーキ解除圧を供給するように構成することにより、エンジン１の停止中であっても、アキュムレータ８４２に蓄積された圧油によって駐車ブレーキの解除が可能となる。これにより、エンジン１の停止中にエンジン１を始動させなくても駐車ブレーキを解除できるので、利便性が向上する。また、上述したように、電磁切替弁８４１を手動操作によってイ位置に切り替えられるように構成することで、エンジン１の停止中の場合や、何らかの原因によって電磁切替弁８４１のソレノイドに通電できない場合であっても、アキュムレータ８４２に蓄積された圧油によって駐車ブレーキの解除が可能となる。これにより、駐車ブレーキが解除できなくなることによってホイールローダ１００での移動や作業ができなくなるという不具合を防止でき、作業効率の向上に資する。

【0067】

（３） リアモータ４のハウジング４０にブレーキキャリパ８５を取り付けるように構成した。これにより、たとえば、後部車体１２０の強度部材にブレーキキャリパ８５を取り付けた場合と比べると、駐車ブレーキの作動時にブレーキディスク８１からの入力に対してブレーキキャリパ８５が動き難くなるため、ホイールローダ１００の駐車時の安定性が向上する。

【0068】

（４） フロントモータ３よりも外径が大きいリアモータ４のハウジング４０にブレーキキャリパ８５を取り付けるように構成した。これにより、ブレーキキャリパ８５とモータシャフト６５の軸線との距離を長くすることができ、駐車ブレーキ装置８０による制動トルクを増大させることができる。したがって、ホイールローダ１００の駐車時の安定性が向上する。

【0069】

（５） 前部車体１１０と、後部車体１２０とを連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌで左右に屈曲させると、連結軸１０１Ｕ，１０１Ｌ近傍で駐車ブレーキ装置８０が露出するように構成した。これにより、駐車ブレーキ装置８０のメンテナンス性が良好となる。

【0070】

−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、リアモータ４の体格がフロントモータ３の体格よりも大きい場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、リアモータ４よりもフロントモータ３の体格の方が大きい場合には、フロントモータ３のリア側のエンドブラケット３０ｃにブレーキキャリパ８５を取り付けるように構成してもよい。

【0071】

（２） 上述の説明では、リアモータ４の体格がフロントモータ３の体格よりも大きい場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フロントモータ３の外径とリアモータ４の外径とが同じであってもよい。この場合には、リアモータ４のフロント側のエンドブラケット４０ｂにブレーキキャリパ８５を取り付けるように構成してもよく、フロントモータ３のリア側のエンドブラケット３０ｃにブレーキキャリパ８５を取り付けるように構成してもよい。

【0072】

（３） 上述の説明では、ホイールローダ１００に走行用電動機としてフロントモータ３およびリアモータ４の２基が設けられているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、走行用電動機が１基であってもよい。この場合には、この１基の走行用電動機にブレーキキャリパ８５を取り付けるように構成すればよい。

【0073】

（４） 上述の説明では、リアモータ４のフロント側のエンドブラケット４０ｂにキャリパ取付ブラケット４１０が設けられ、キャリパ取付ブラケット４１０のネジ穴４１１にキャリパ取付ボルト８６を螺合させることにより、ブレーキキャリパ８５をリアモータ４のハウジング４０に取り付けるように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１５に示すように、リアモータ４のフロント側のエンドブラケット４０ｂに台座４２０を取り付け、この台座４２０に設けられたネジ穴４２１にキャリパ取付ボルト８６を螺合させることにより、ブレーキキャリパ８５をリアモータ４のハウジング４０に取り付けるように構成してもよい。

【0074】

（５） 上述の説明では、走行用電動機が２基の例と一つの例を示したが、３基以上の走行用電動機を有する電動式走行車両にも本発明を適用できる。
（６）上述の説明では、ホイールローダ１００が、モータ／ジェネレータ５で発電した電力でフロントモータ３およびリアモータ４を駆動するようにしたシリーズハイブリッド式走行装置を採用しているが、電動走行式車両はこれに限定されず、種々の形態を採用することができる。

【0075】

（７） 上述の説明では、本発明をハイブリッド式ホイールローダに適用した実施の形態についてしたが、本発明は、走行駆動力を電動モータで得るようにした走行電動ダンプトラックやその他の産業用車両などの電動式走行車両に適用することができる。
（８） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

【0076】

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、ロータと、ステータと、ロータおよびステータを内部に保持するハウジングとを有し、走行駆動力を与える走行用電動機と、ディスク式の油圧ネガティブブレーキであって、駐車ブレーキ指令によりブレーキディスクに駐車ブレーキ力を与え、油圧によるブレーキ解除圧により駐車ブレーキ力を解除する駐車ブレーキ装置と、蓄圧器を有し、蓄圧器で保持した圧油によって駐車ブレーキ装置にブレーキ解除圧を供給するブレーキ解除装置とを備え、駐車ブレーキ装置は、ブレーキディスクと、ブレーキパッドと、ブレーキディスクにブレーキパッドを押しつけるブレーキキャリパとを有し、走行用電動機は、ハウジングにブレーキキャリパが取り付けられる電動機側取付部を有し、ブレーキキャリパは、電動機側取付部に取り付けられることを特徴とする各種構造の電動式走行車両を含むものである。

【符号の説明】

【0077】

１ エンジン、３ フロントモータ、４ リアモータ、２０ メインコントローラ、４０ ハウジング、４０ｂ，４０ｃ エンドブラケット、５５ 駐車ブレーキスイッチ、８０ 駐車ブレーキ装置、８１ 駐車ブレーキ用ディスク（ブレーキディスク）、８２ ブレーキパッド、８３ 駐車ブレーキ用油圧シリンダ、８４ 油圧回路、８５ ブレーキキャリパ、８６ キャリパ取付ボルト、１００ ホイールローダ、１１０ 前部車体、１２０ 後部車体、４１０ キャリパ取付ブラケット、８４１ 電磁切替弁、８４２ 蓄圧器（アキュムレータ）、８４３ 逆止弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】