特許 6014463 作業車両

(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】6014463

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/13 20160101AFI20161011BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20161011BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20161011BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20161011BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   B60W20/13

   B60W10/26 900

   B60K6/46ZHV

   B60L11/14

   E02F9/20 Z

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-245556(P2012-245556)

(22)【出願日】2012年11月7日

(65)【公開番号】特開2014-94590(P2014-94590A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年3月18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】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077816

【弁理士】

【氏名又は名称】春日 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100156524

【弁理士】

【氏名又は名称】猪野木 雄一

(72)【発明者】

【氏名】金子 悟

(72)【発明者】

【氏名】伊君 高志

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 徳孝

(72)【発明者】

【氏名】森木 秀一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 健

【審査官】 ▲高▼木 真顕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０１６７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２６８７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４７１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６２３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１０８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１９０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５０７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６２００３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／５０

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １１／１４

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンによって駆動される電動発電機と、
前記電動発電機及び前記エンジンの少なくとも一方に駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプからの圧油によって駆動される作業装置と、
車輪を駆動するための走行用電動機と、
前記電動発電機及び前記走行用電動機に接続され、目標ＳＯＣに基づいて充電される蓄電装置と、
前記油圧ポンプ及び前記走行用電動機の合計要求動力に基づいて、前記蓄電装置の目標ＳＯＣを変化させる制御装置とを備える作業車両において、
前記作業車両の負荷状態は、継続して前記蓄電装置の出力のアシストが必要となる状態である重負荷、前記エンジンの出力範囲内であるが、前記蓄電装置の出力のアシストが一部必要となる状態である中負荷、前記エンジンの出力のみで対応可能な負荷が作用している状態である軽負荷の３つに分類されており、
前記制御装置は、前記合計要求動力の大きさに応じて前記作業車両の負荷状態を前記重負荷、前記中負荷及び前記軽負荷のいずれかに判定し、
前記制御装置は、前記判定の結果が前記重負荷の場合であって、前記蓄電装置のＳＯＣが当該蓄電装置の使用範囲の下限値より大きいとき、前記判定の結果が前記中負荷のときに設定される値以上に前記蓄電装置の目標ＳＯＣを設定することを特徴とする作業車両。

【請求項2】

請求項１に記載の作業車両において、
前記油圧ポンプ及び前記走行用電動機の合計出力の制限値を第１の値又は当該第１の値よりも高い第２の値に切り換えるための第１切替装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記判定の結果が前記中負荷であって、前記第１切替装置によって前記制限値が前記第１の値に切り換えられている場合において、
前記判定の結果が前記軽負荷のとき、及び、前記判定の結果が前記重負荷で前記蓄電装置のＳＯＣが前記蓄電装置の使用範囲の下限値より大きいときよりも、前記蓄電装置の目標ＳＯＣを低く設定し、
又は、その時刻における前記蓄電装置のＳＯＣを前記蓄電装置の目標ＳＯＣに設定することを特徴とする作業車両。

【請求項3】

請求項１に記載の作業車両において、
前記油圧ポンプ及び前記走行用電動機の合計出力の制限値を第１の値又は当該第１の値よりも高い第２の値に切り換えるための第１切替装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記判定の結果が前記中負荷であって、前記第１切替装置によって前記制限値が前記第２の値に切り換えられている場合において、
前記制限値が前記第１の値に切り換えられているときよりも前記蓄電装置の目標ＳＯＣを高く設定することを特徴とする作業車両。

【請求項4】

請求項１に記載の作業車両において、
前記判定の結果が前記中負荷のとき、前記蓄電装置の充電を優先する第１の位置と、充電を優先しない第２の位置とに切り替えるための第２切替装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記判定の結果が前記中負荷の場合において、
前記第２切替装置が第１の位置に切り換えられているときは、前記第２切替装置が前記第２の位置に切り換えられているときに設定される値以上に前記蓄電装置の目標ＳＯＣを設定することを特徴とする作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は動力源としてエンジン及び電動機を備える作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境問題、原油価格高騰などの点から、各工業製品に対して省エネ志向が強まっている。例えば、自動車分野においては、エンジンとモータ（電動機）を動力源として備えるハイブリッド車が既に市場に出回っている。また、これまでディーゼルエンジンによる油圧駆動システムが中心であった作業車両（例えば、建設車両、産業車両等）の分野においても、その傾向にあり、電動化による高効率化、省エネルギー化の事例が増加してきている。例えば、作業車両の駆動部分を電動化、すなわち駆動源をモータにした場合、排気ガスの低減のほか、エンジンの高効率駆動（エンジン搭載のハイブリッド機種の場合）、動力伝達効率の向上、回生電力の回収など多くの省エネルギー効果が期待できる。このような作業車両の分野では、フォークリフトの電動化が進んでおり、バッテリーの電力を用いてモータを駆動する、いわゆる「バッテリーフォークリフト」が実用化されている。

【0003】

また、最近では、エンジン式の油圧ショベルやフォークリフトなどにおいて、ディーゼルエンジンとモータを駆動源とする「ハイブリッド車両」が製品化され始めている。ハイブリッド化した場合に燃費低減効果が見込まれる作業車両としては、ホイールローダがある。従来のホイールローダは、例えば、トルクコンバータ（トルコン）およびトランスミッション（Ｔ／Ｍ）を介してエンジンの動力を車輪に伝えて走行を行いながら、車両前方に取り付けられた作業装置のバケット部分で土砂等を掘削・運搬する作業車両である。このようなホイールローダの走行駆動部分を電動化すると、トルコン及びトランスミッション部分における動力伝達効率を電気による動力伝達効率まで向上させることが可能となる。さらにホイールローダでは、作業中、頻繁に発進・停止の走行動作を繰り返すため、走行駆動部分を電動化した場合には、走行用の電動機から制動時の回生電力回収が見込める。

【0004】

この種のホイールロータのうち、シリーズ式ハイブリッドシステムのものとして、エンジンと機械的に連結された電動発電機（モータ・ジェネレータ）と、当該電動発電機を制御する第１インバータと、走行部の出力軸（プロペラシャフト）に機械的に連結された走行用電動機と、当該走行用電動機を制御する第２インバータと、ＤＣＤＣコンバータを介して当該第１及び第２インバータと電気的に接続された蓄電装置とを備えたものがある。当該システムの基本的な動作としては、蓄電装置とＤＣＤＣコンバータによってシステム電圧（各インバータ間のＤＣバス電圧）を所定の値に制御しながら、主にエンジンで電動発電機を発電駆動し、発電された電力により走行用電動機からトルクを発生して車両を走行させている。また、当該システムにおける蓄電装置は、前述のようにシステム電圧を所定の値に保つための電力源のみならず、エンジン動力不足時のアシストパワー源、走行用電動機の回生制動時の電力吸収源として動作するため、比較的容量が大きい蓄電装置が用いられる。たとえば、大容量の電気2重層キャパシタや、Liイオン、Ni-MHに代表される２次電池などがある。

【0005】

このようなハイブリッド式の作業車両における蓄電装置の充放電制御に関する技術として、エンジンにより駆動される電動発電機を制御する電動発電機制御部と、電気的に接続された第１の蓄電器と第２の蓄電器との間の充放電を制御する充放電制御部と、当該第２の蓄電器と電気的に接続されたモータと、当該第１の蓄電器及び当該第２の蓄電器の少なくとも一方の蓄電目標値をモータが回生動作を行う前に低減する制御装置とを備えるハイブリッド式の油圧ショベル（建設機械）がある（国際公開第２０１０／１４３６２８号パンフレット）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１０／１４３６２８号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記文献の技術が奏する効果の一面としては、モータによる回生電力が生じると推定される場合に蓄電器の蓄電目標値を予め下げておくことで、当該蓄電器の過充電を抑制することが可能となるとともに、回生電気エネルギーを有効に利用することができるというものがある。すなわち、ハイブリッド車両の一つの特長である、回生電力の利用という面において効率的な動作を実現することが可能となる。

【0008】

しかし、この技術のようにモータ回生時に充電目標値を低減するだけでは、仮にハイブリッド車両が比較的大きな負荷動作を継続的に行う場合、当該動作の継続に必要なアシスト用電力を確保することが困難となる可能性がある。例えば、蓄電器（蓄電装置）が電気２重層キャパシタであった場合は、２次電池に比べて電気的容量が小さいため、重負荷動作が継続した場合にはアシスト電力が不足してパワーが制限されることが考えられる。さらに、蓄電装置が２次電池であった場合でも、充電深度（State of Charge（以下、SOCと称することがある））が低いレベルにあった場合には、放電電力を制限する必要が生じることが考えられる。

【0009】

そこで、本発明の目的は、駆動部を電動化したハイブリッド式の作業車両において、重負荷作業が継続的に行われた場合でもパワーダウンすることなく作業を継続できる作業車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記目的を達成するために、エンジンによって駆動される電動発電機と、前記電動発電機及び前記エンジンの少なくとも一方に駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油によって駆動される作業装置と、車輪を駆動するための走行用電動機と、前記電動発電機及び前記走行用電動機に接続され、目標ＳＯＣに基づいて充電される蓄電装置と、前記油圧ポンプ及び前記走行用電動機の合計要求動力に基づいて、前記蓄電装置の目標ＳＯＣを変化させる制御装置とを備えるものとする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、重負荷作業が継続的に行われた場合でもパワーダウンすることなく作業車両による作業を継続できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係るハイブリッドホイールローダのシステム構成図。

【図2】従来のホイールローダの代表的な構成例。

【図3】本発明の実施の形態に係るホイールローダに搭載された制御装置の構成図。

【図4】本発明の実施の形態に係るハイブリッド制御装置の構成図。

【図5】本発明の実施の形態に係るハイブリッドシステムにおけるパワーフロー図。

【図6】本発明の実施の形態に係るハイブリッド制御装置の他の構成図。

【図7】本発明の実施の形態に係る負荷状態判定部及び目標ＳＯＣ決定部で実行される処理のフローチャート。

【図8】本発明の実施の形態に係るハイブリッド制御装置のさらに他の構成図。

【図9】本発明の実施の形態に係る負荷状態判定部及び目標ＳＯＣ決定部で実行される処理の他のフローチャート。

【図10】本発明の実施の形態に係る負荷状態判定部及び目標ＳＯＣ決定部で実行される処理のさらに他のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るハイブリッドホイールローダのシステム構成図である。この図に示すホイールローダは、シリーズ型ハイブリッドシステムによって構成されており、ディーゼルエンジン１と、エンジン１に機械的に連結されエンジン１によって駆動される電動発電機（モータ／ジェネレータ（Ｍ／Ｇ））６と、電動発電機６を制御するインバータ装置７と、電動発電機６に機械的に連結され、電動発電機６及びエンジン１の少なくとも一方に駆動される油圧ポンプ４と、バケット及びリフトアーム（図示せず）を有し車体前方に取り付けられ、油圧ポンプ４からの圧油によって駆動される作業装置５０と、コントロールバルブ５５を介して油圧ポンプ４から供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータ（バケットシリンダ５１、リフトシリンダ５２及びステアリングシリンダ５３）と、４つの車輪６１を有する走行体６０と、走行体６０のプロペラシャフト８に取り付けられ４つの車輪６１を駆動する走行用電動機９と、走行用電動機９を制御するインバータ装置１０と、ＤＣＤＣコンバータ１２を介してインバータ７，１０（電動発電機６，走行用電動機９）と電気的に接続されインバータ７，１０との間で直流電力の受け渡しを行う蓄電装置１１と、油圧アクチュエータ５１，５２，５３を駆動するための操作信号を操作量に応じて出力する操作装置（操作レバー５６及びステアリングホイール（図示せず））と、制御装置２００を備えている。

【0014】

バケットシリンダ５１及びリフトシリンダ５２は、キャブ内に設置された操作レバー５６の操作量に応じて出力される操作信号（油圧信号）に基づいて駆動される。リフトシリンダ５２は、車体前方に回動可能に固定されたリフトアームに取り付けられており、操作レバー５６からの操作信号に基づいて伸縮してリフトアームを上下に回動させる。バケットシリンダ５１は、リフトアームの先端に回動可能に固定されたバケットに取り付けられており、操作レバー５６からの操作信号に基づいて伸縮してバケットを上下に回動させる。ステアリングシリンダ５３は、キャブ内に設置されたステアリングホイール（図示せず）の操舵量に応じて出力される操作信号（油圧信号）に基づいて駆動される。ステアリングシリンダ５３は、各車輪６１に連結されており、ステアリングホイールからの操作信号に基づいて伸縮して車輪６１の舵角を変更する。

【0015】

また、図１のホイールローダは、前後進切替スイッチ（前後進切替装置）６３と、作業モード切替スイッチ（作業モード切換装置）６４と、充電モード切替スイッチ（充電モード切換装置）６５を備えている。

【0016】

前後進切替スイッチ６３は、作業車両の進行方向を前進及び後進のいずれかに切り替えるためのスイッチ（Ｆ／Ｒスイッチ）であり、当該スイッチ６３の切替位置は前後進信号（スイッチ信号）としてハイブリッド制御装置２０に出力される。

【0017】

作業モード切替スイッチ６４は、作業車両に係る作業モードを、作業量重視のパワーモード（Ｐモード）と、効率重視のエコノミーモード（Ｅモード）のいずれかに切り替えるためのスイッチ（Ｐ／Ｅスイッチ）であり、当該スイッチ６４の切替位置は作業モード信号（スイッチ信号）としてハイブリッド制御装置２０に出力される。エンジン最大回転数と最大油圧ポンプ容量の組合せが各作業モードに予め定められており、本実施の形態ではＰモードの方が相対的に高回転数・大容量が許容される設定になっている。すなわち、作業モード切替スイッチ６４の切替位置に応じて、油圧ポンプ４と走行用電動機６の合計出力の最大値が変化することになり、Ｐモードの方がＥモードよりも当該合計出力の最大値が高くなる。なお、ここでは、２つのモードを切り替える場合について説明するが、３つ以上の作業モードを備えても良い。

【0018】

充電モード切替スイッチ６５は、作業量よりも蓄電装置１１の充電を優先させるモード（充電優先モード）と、蓄電装置１１の充電を優先しないモード（通常モード）のいずれかに作業車両に係る充電モードを切り替えるためのスイッチであり、当該スイッチ６５の切替位置は充電モード信号（スイッチ信号）としてハイブリッド制御装置２０に出力される。２つの充電モードの違いは、充電優先モードでは、通常モードよりも目標ＳＯＣが相対的に大きく設定されることがある点にある。本実施の形態で充電優先モードを選択すると、「中負荷」動作時（後述）に目標ＳＯＣが通常モード選択時よりも大きく設定される。なお、オペレータによって充電優先モードが選択される場合としては、例えば、蓄電装置１１の電力を積極的に利用する作業（高負荷作業）を行う場合がある。

【0019】

蓄電装置１１は、特に種類を限定されるものではなく、例えば、大容量電気２重層キャパシタや、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池及び鉛電池等の２次電池が利用可能である。本実施の形態では、蓄電装置１１としてリチウムイオン電池を利用しているものとする。本実施の形態における蓄電装置１１は、ＤＣＤＣコンバータ１２によって電池電圧の昇降圧制御を行い、インバータ７，１０（すなわち、電動発電機６及び走行用電動機９）との間で直流電力の受け渡しを行っている。

【0020】

なお、ここでは、ＤＣバス１３と蓄電装置１１の間に設置したＤＣＤＣコンバータ１２を用いて電力の収受を行う場合について説明したが、蓄電装置１１の電圧が当該ハイブリッドシステムのシステム電圧相当である場合には、ＤＣＤＣコンバータ１２を省略することも可能であり、その場合にはＤＣバス１３と蓄電装置１１を直接接続しても良い。

【0021】

上記のように構成されるハイブリッドホイールローダでは、土砂などの掘削作業を行うための作業装置５０に油圧ポンプ４によって適宜油圧を供給することで目的に応じた作業を実施する。また、走行体６０の走行動作は、主にエンジン１の動力により電動発電機６で発電した電力を利用し、走行用電動機９を駆動することにより行う。その際、蓄電装置１１では、車両制動時に走行用電動機９が発生する回生電力を吸収したり、電動発電機６又は走行用電動機９に蓄電電力を供給することでエンジン１に対する出力アシストを行ったりすることで、車両の消費エネルギー低減に寄与する。

【0022】

図２は従来のホイールローダの代表的な構成例を示す図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する（後の図も同様とする）。この図に示した従来のホイールローダは、主な駆動部として走行体６０と作業装置５０（リフト／バケット部分）を備えており、トルクコンバータ（トルコン）２およびトランスミッション（Ｔ／Ｍ）３を介してエンジン１の動力を車輪６１に伝えて走行を行い、さらに油圧ポンプ４によって駆動される作業装置５０で土砂等を掘削・運搬する。トルコンの動力伝達効率は電気による動力伝達効率より劣るため、図２に示したホイールローダの走行駆動部分を電動化（パラレル式ハイブリッド構成も含む）すると、エンジン１からの動力伝達効率を向上させることが可能となる。さらに、作業中のホイールローダでは頻繁に発進・停止の走行動作が繰り返されるため、上記のように走行駆動部分を電動化した場合には走行用電動機９から制動時の回生電力の回収が見込めるようになる。このようにホイールローダの駆動装置の一部を電動化してハイブリッド化すると、燃料消費量を低減することができる。

【0023】

図３は本発明の実施の形態に係るホイールローダに搭載された制御装置２００の構成図である。この図に示すように、本実施の形態に係るホイールローダ（車両）には、制御装置２００として、図１に示したハイブリッドシステム全体のエネルギーフローやパワーフロー等の制御を行うコントローラであるハイブリッド制御装置２０と、コントロールバルブ（Ｃ／Ｖ）５５や油圧ポンプ４を制御する油圧制御装置２１と、エンジン１の制御を行うエンジン制御装置２２と、インバータ７，１０を制御するインバータ制御装置２３と、ＤＣＤＣコンバータ１２を制御するコンバータ制御装置２４と、蓄電装置１１の充電状態（ＳＯＣ）や異常の有無を検出・管理する蓄電制御装置２５が搭載されている。蓄電制御装置２５は、主に蓄電装置１１の電圧等の状態検知に使用されることが多い。

【0024】

各制御装置２０，２１，２２，２３，２４，２５は、ハードウェア構成として、後述する制御をはじめとして各種の制御プログラムを実行するための演算処理装置（例えば、ＣＰＵ）（図示せず）と、当該制御プログラムをはじめとして各種データを記憶するための記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）（図示せず）と、各種データが入出力される入出力装置（図示せず）を備えている。また、各制御装置２０，２１，２２，２３，２４，２５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して互いに接続されており、相互に各機器の指令値及び状態量を送受信している。ハイブリッド制御装置２０は、図３に示すように、油圧制御装置２１、エンジン制御装置２２、インバータ制御装置２３、コンバータ制御装置２４及び蓄電制御装置２５の各コントローラの上位に位置し、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作業性能を発揮するように他の各制御装置２１〜２５に具体的動作の指令を与える。

【0025】

なお、図３に示した各制御装置２０〜２５は、図１に示すハイブリッドシステムの各駆動部分を制御するために必要なコントローラのみを示している。実際車両を成立させる上では、その他にモニタや情報系のコントローラが必要となってくるが、それらは本発明と直接的な関係が無いため図示していない。また、各制御装置２０〜２５は、図３に示すように他の制御装置と別体である必要はなく、ある１つの制御装置に２つ以上の制御機能を実装しても構わない。図中のインバータ装置２３は、単体で２基のモータ６，９を制御するように表記している。

【0026】

図４は本発明の実施の形態に係るハイブリッド制御装置２０の構成図である。この図に示すハイブリッド制御装置２０は、システム制御部３０と、動力配分部３１と、エンジン制御部３２と、Ｍ／Ｇ制御部３３と、走行制御部３４と、油圧制御部３５を備えている。

【0027】

システム制御部３０では、ハイブリッドシステム全体の制御が行われる。動力配分部３１では、エンジン１の出力と蓄電装置１１の電力を各駆動部（油圧ポンプ４、電動発電機６、走行用電動機９）に分配する処理が行われる。エンジン制御部３２では、油圧ポンプ４（作業装置５０）が要求する動力値（油圧要求動力値Ｐｆ）と走行用電動機９が要求する動力値（走行要求動力値Ｐｒｕｎ）を合計した車両全体における要求動力値（合計要求動力値）に応じて、エンジン１の回転数指令が決定される。Ｍ／Ｇ制御部３３では、発電要求値に応じて電動発電機６のトルク指令が決定される。油圧制御部３４では、Ｍ／Ｇ制御部３３と操作レバー５６の操作量等から演算される油圧ポンプ４の要求動力値Ｐｆに基づいて油圧ポンプ４の傾転角指令値が演算される。走行制御部３５では、アクセル／ブレーキペダルの踏み込み量及び現在の車速から演算される走行要求動力値Ｐｒｕｎに基づいて走行用電動機９のトルク指令が演算される。

【0028】

ハイブリッド制御装置２０には、操作レバー（フロント部レバー）５６から出力された操作信号（操作量を含む）と、キャブ内に設置されたアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量と、Ｆ／Ｒスイッチ６３のスイッチ信号（前後進信号）と、速度センサ（車輪速度検出手段）６２によって検出された車輪６１の回転速度から演算される車両速度（車速）と、インバータ１０から出力される走行用電動機９の回転数と、エンジン１の回転数（エンジン回転数）と、蓄電制御装置２５で算出される蓄電装置１１の現在のＳＯＣが入力されている。なお、ホイールローダの車速は、速度センサ６２の検出値を入力することで、ハイブリッド制御装置２０で算出しても良い。

【0029】

動力配分部３１では、油圧要求動力値Ｐｆと走行要求動力値Ｐｒｕｎの和に相当する合計要求動力値に対して、その時のエンジン回転数で出力可能な範囲から効率を加味して最終的なエンジン出力（エンジン出力値Ｐｅ）が決定される。このとき蓄電装置１１の出力（蓄電装置出力値Ｐｃ）は、ＳＯＣも鑑みながら、合計要求動力値に対してエンジン出力の不足分を補うように決定される。以上のように、ハイブリッドシステムは、その時々の合計要求動力値（Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ）に応じて、システム全体の効率が最適となるようにエンジン１と蓄電装置１１の各出力を決定し、各制御装置に指令を与え、車両の動作を行う。

【0030】

図５は本発明の実施の形態に係るハイブリッドシステムにおけるパワーフローを示す図である。本実施の形態に係るハイブリッドシステムは、車両を駆動するための動力源としてエンジン１及び蓄電装置１１を有している。動力配分部３１は、この図に示したように、下記式（１）及び（２）にしたがって、エンジン出力Ｐｅと蓄電装置出力Ｐｃを作業装置５０の出力Ｐｆと走行用電動機９の出力Ｐｒｕｎに分配する処理を行う。なお、下記式（１）及び（２）におけるＰｍｇ_ｉｎ、Ｐｍｇ_ｏｕｔは、それぞれ電動発電機６の入力パワー及び出力パワーを示している。

【0031】

Pf ＝ Pe − Pmg_in …式（１）
Prun ＝ Pmg_out ＋ Pc …式（２）

【0032】

ハイブリッド制御装置２０は、出力上限値Ｐｅ，Ｐｃの和（ハイブリッド出力可能上限値）に対して、作業装置５０の動力要求値（油圧要求動力値Ｐｆ）と走行用電動機９の動力要求値（走行動力要求値Ｐｒｕｎ）の和（合計要求動力値）が小さい場合には、システム制御部３０において最も燃費が高くなる出力の仕方を判断し、それに応じて動力配分部３１で作業装置５０および走行電動機９にそれぞれの動力要求値に沿った指令値を与え、車両の動作を行う。

【0033】

図６は本発明の実施の形態に係るハイブリッド制御装置２０の他の構成図である。この図に示すように、ハイブリッド制御装置２０は、負荷状態判定部４０と、目標ＳＯＣ決定部４１を備えており、これらにより合計要求動力値（Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ）の大きさ（車両の負荷状態）に応じて蓄電装置１１の目標ＳＯＣを変化させる処理を実行している。

【0034】

負荷状態判定部４０には、操作レバー５６の操作量（フロント部レバー操作量）、アクセルペダル／ブレーキペダルの踏み込み量、前後進切替スイッチ（Ｆ／Ｒスイッチ）６３の前後進信号、車両速度と走行用電動機９のトルク、油圧ポンプ４の圧力・流量（これらはポンプ４の吐出側に設置した圧力センサやポンプ傾転角により取得可能）、作業モード切替スイッチ（Ｐ／Ｅスイッチ）６４の作業モード信号、充電モード切替スイッチ６５の充電モード信号が入力されている。負荷状態判定部４０は、これらの入力値に基づいて油圧ポンプ４及び走行用電動機９の要求動力（Ｐｆ，Ｐｒｕｎ）を算出する。特に、上記の入力信号の中、操作レバー５６の操作量と、アクセルペダル／ブレーキペダルの踏み込み量により、負荷の大きさを判断することが可能である。これに加えて、車両速度、走行用電動機９のトルク、および油圧ポンプ４の圧力・流量を利用すれば、走行駆動部（走行用電動機９）と油圧駆動部（油圧ポンプ４）それぞれの実パワーが演算できるので、要求動力の算出精度を向上させることができ、これにより後続する動作判定の精度も向上する。

【0035】

さらに、負荷状態判定部４０は、油圧ポンプ４及び走行用電動機９の要求動力の和である合計要求動力値（Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ）に加えて、蓄電装置１１のＳＯＣ及びスイッチ６４、６５の切替位置を必要に応じて考慮しながら、作業車両の負荷状態を判定する。本実施の形態では、作業車両の負荷状態を主として３つに分類している。具体的には、合計要求動力（Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ）の大きさに応じて、車両の負荷状態を、（１）重負荷、（２）中負荷、（３）軽負荷の３つに分類しており、蓄電装置１１のＳＯＣ及びスイッチ６４，６５の位置に応じて負荷状態（目標ＳＯＣ）をさらに細かく分類している。

【0036】

目標ＳＯＣ決定部４１には、負荷状態判定部４０の判定結果が入力されている。目標ＳＯＣ決定部４１では、負荷状態判定部４０で判定された「負荷状態」に応じて蓄電装置１１の目標ＳＯＣを決定する処理が実行される。どの負荷状態のときに、目標ＳＯＣ決定部４１でどの目標ＳＯＣが選択されるかについては、後述するように予め決められており、目標ＳＯＣは負荷状態に応じて変化する。目標ＳＯＣ決定部４１で決定された目標ＳＯＣは、ハイブリッド制御装置２０内のシステム制御部３０に出力され、電動発電機６のトルク指令の生成に利用される（後述）。

【0037】

次に、本実施の形態に係る負荷状態判定部４０及び目標ＳＯＣ決定部４１で実行される負荷状態判定処理及び目標ＳＯＣ決定処理について説明する。

【0038】

図７は負荷状態判定部４０及び目標ＳＯＣ決定部４１で実行される処理のフローチャートである。この図に示すように、負荷状態判定部４０は、まず、図６に示した各種信号を入力し（Ｓ１００）、アクセルペダル／ブレーキペダルの踏み込み量及び操作レバー５６の操作量等に基づいて、油圧要求動力値Ｐｆと走行要求動力値Ｐｒｕｎを演算する（Ｓ１０２）。

【0039】

負荷状態判定部４０は、合計要求動力値（Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ）が設定値Ｐ１未満か否かを判定する（Ｓ１０４）。設定値Ｐ１は、作業車両の負荷状態が上記３分類の中で最も軽い「軽負荷」であると負荷状態判定部４０が判定するために設定した値であり、後述するもう１つの設定値Ｐ２よりも小さく設定されている（Ｐ１＜Ｐ２）。なお、本実施の形態に係る「軽負荷」とは、エンジン１の出力のみで対応可能な負荷が作用している状態を想定しており、当該想定によれば設定値Ｐ１はエンジン出力Ｐｅの最大値よりも小さく設定することが好ましい。

【0040】

Ｓ１０４で合計要求動力値が設定値Ｐ１未満であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は負荷状態が「軽負荷」であると判定する（Ｓ１０６）。そして、目標ＳＯＣ決定部４１は、当該判定の入力を受けて目標ＳＯＣを設定値Ｓ３に設定する（Ｓ１０８）。ここで、設定値Ｓ３は、「中負荷」のときの目標ＳＯＣ（設定値Ｓ２）より高く、さらに「重負荷」のときの目標ＳＯＣ（設定値Ｓ１）より高い。設定値Ｓ３は、蓄電装置１１の種類や仕様等に応じて異なるが、ここでは蓄電装置１１の過充電を防止するために設定される目標ＳＯＣの上限値に一致する値又はこれに近い値とし、本実施の形態では７０％として説明する。目標ＳＯＣが設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。

【0041】

一方、Ｓ１０４で合計要求動力値が設定値Ｐ１以上であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は、さらに、当該合計要求動力値が設定値Ｐ２未満か否かを判定する（Ｓ１１０）。設定値Ｐ２は、作業車両の負荷状態が上記３分類のうちの「中負荷」か「重負荷」かについて、負荷状態判定部４０が判定するために設定した値であり、Ｐ２未満である場合（Ｐ１≦Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ＜Ｐ２）には「中負荷」であると判定される。なお、本実施の形態に係る「中負荷」とは、時間平均的な負荷はエンジン１の出力範囲内であるが、所定の時刻に作用する負荷は蓄電装置１１の出力のアシストが必要となる状態（すなわち、エンジン１の出力範囲外になることがある状態）を想定している。さらに、「重負荷」とは、継続して蓄電装置１１の出力のアシストが必要となる状態を想定している。そのため、これらの想定によれば設定値Ｐ２は例えばエンジン出力Ｐｅの最大値より大きい値と設定することができる。

【0042】

Ｓ１１０で合計要求動力値が設定値Ｐ２未満であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は負荷状態が「中負荷」であると判定する（Ｓ１１２）。そして、目標ＳＯＣ決定部４１は、当該判定の入力を受けて目標ＳＯＣを設定値Ｓ２に設定する（Ｓ１１４）。ここで、設定値Ｓ２は、重負荷の目標ＳＯＣ（設定値Ｓ１）と比較して高く設定されており、さらに「軽負荷」のときの目標ＳＯＣ（設定値Ｓ３）よりも低く設定されている（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３）。設定値Ｓ２は、蓄電装置１１の種類や仕様等に応じて異なるが、ここでは蓄電装置１１の通常の使用範囲の中間値に相当する値に設定するものとし、本実施の形態では５０％として説明する。目標ＳＯＣが設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。なお、目標ＳＯＣ決定部４１で決定される設定値Ｓ２としては、上記の設定値（５０％）の代わりに、その時刻における蓄電装置１１のＳＯＣの値（現在のＳＯＣの値）を利用しても良い。すなわち、この場合、現ＳＯＣの値が保持されるように発電する設定が採用されることになる。

【0043】

Ｓ１１０で合計要求動力値が設定値Ｐ２以上であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は、負荷状態が「重負荷」であると判定する（Ｈ１２２）。そして、目標ＳＯＣ決定部４１は、当該判定の入力を受けて目標ＳＯＣを設定値Ｓ１に設定する（Ｓ１２４）。設定値Ｓ１は、蓄電装置１１の種類や仕様等に応じて異なるが、ここでは蓄電装置１１の過放電を防止するために設定される目標ＳＯＣの下限値又はこれに近い値とし、本実施の形態では３０％として説明する。目標ＳＯＣがＳ１に設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。

【0044】

上記のように図７のフローチャートに従って処理すると、蓄電装置１１の目標ＳＯＣは、合計要求動力が小さいほど高く設定される。

【0045】

図８は本発明の実施の形態に係るハイブリッド制御装置２０のさらに他の構成図である。この図にはシステム制御部３０と、動力配分部３１と、Ｍ／Ｇ制御部３３が示されている。システム制御部３０には、図７のフローチャートに従って決定された目標ＳＯＣが入力されている。システム制御部３０は、蓄電制御装置２５から入力される蓄電装置１１の現在のＳＯＣと目標ＳＯＣの偏差に基づいて、蓄電装置１１を充電するために利用される電動発電機６に対する発電パワー指令（Ｍ／Ｇパワー指令）をパワー演算部３０Ａで演算し、当該発電パワー指令を動力配分部３１に出力する。すなわち、電動発電機６による発電は、２つのＳＯＣの偏差に基づいてフィードバック制御される。

【0046】

動力配分部３１は、パワー制限部３１Ａにおいて、エンジン１及び作業装置５０の状態に応じて発電パワー指令に対して制限処理を施し、Ｍ／Ｇ制御部３３に出力する。Ｍ／Ｇ制御部３３は、トルク演算部３３Ａにおいて、電動発電機６の最終的なトルク指令を演算し電動発電機６を制御するインバータ装置２３に当該トルク指令を出力する。これにより図７のフローチャートに従って決定された目標ＳＯＣに近づくように蓄電装置１１のＳＯＣが制御される。

【0047】

なお、ここでは蓄電装置１１のＳＯＣ制御を実施するために、目標ＳＯＣに対し、現在のＳＯＣをフィードバックする場合について説明したが、ＳＯＣの代わりに蓄電装置１１のＯＣＶ（開放電圧）を用いても良い。また、蓄電装置１１に係るＳＯＣ制御系の指令値がM/Gトルク指令値の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図３に示すＤＣＤＣコンバータ１２により蓄電装置１１に係る電流制御を実施しても良い。

【0048】

上記のように構成された作業車両において、まず、負荷状態判定部４１において「軽負荷」と判定された場合には、蓄電装置１１の目標ＳＯＣはＳ３（高レベル）に設定される。また、「軽負荷」のときは、前述のように、エンジン１の出力に比較的余裕がある。そのため、このときに電動発電機６による発電を積極的に行うことで蓄電装置１１のＳＯＣを充分に高くしておくと（すなわち、充電しておくと）、その後に重負荷作業に移行して「重負荷」の状態が継続しても、オペレータの意に反して蓄電装置１１の残容量が即座に無くなるという事態が発生することを回避できる。したがって、本実施の形態によれば、重負荷作業が継続的に行われる場合でも、パワーダウンすることなく作業を継続することができる。なお、負荷状態が「軽負荷」の場合の燃料消費率は一般的にそれほど低い（良い）ことはなく、この間に蓄電装置１１を充電し、エンジン１の負荷を増やすことにより、エンジンの燃料消費率を低減することが可能である。

【0049】

次に、負荷状態判定部４０において「中負荷」と判定された場合には、蓄電装置１１の目標ＳＯＣはＳ２（中レベル）に設定される。「中負荷」のときは、前述のように、時間平均の負荷はエンジン１の出力範囲内に収まる傾向があるが、瞬間的な大きな動力要求に対しては蓄電装置１１からのパワーアシストが必要となる傾向がある。このような中負荷動作は、ホイールローダの一日の作業の中でほとんどの割合を占める動作であり、「中負荷」で最高の燃費性能を出すことにより、ハイブリッド車のメリットを最大限に引き出すことができる。このように動作することで、中負荷動作において最高の燃費性能を実現することができる。なお、前述のように、蓄電装置１１のＳＯＣが中間値より比較的離れた状態にある場合（すなわち、Ｓ１又はＳ３に近い場合）には、無理に充放電させることなくその時点のＳＯＣを維持するように制御すれば良い。

【0050】

さらに、負荷状態判定部４０において「重負荷」と判定された場合は、蓄電装置１１（電動発電機６）によるパワーアシストが必要となる。そのため、「重負荷」の状態が長期に渡って継続すると、蓄電装置１１が放電過多となる傾向が強く、当初のＳＯＣが高い状態（例えば、Ｓ３に近い状態）であっても最終的に使用範囲下限（Ｓ１）まで低下することが想定される。そこで、本実施の形態では、蓄電装置１１のＳＯＣが下限値Ｓ１まで達した後は、その状態を維持するような制御（ＳＯＣ一定制御）に移行することにした。その結果、車両の出力パワーは最終的に制限されることになる。

【0051】

以上のように構成された作業車両によれば、作業車両への負荷状態が軽くエンジンの出力に余裕があるときほど蓄電装置１１の充電が積極的に行われることになるので、蓄電装置１１のＳＯＣが高い状態で重負荷作業を開始することができ、重負荷作業を長時間にわたってパワーダウン無く実施することが可能となる。

【0052】

次に、負荷状態判定部４０及び目標ＳＯＣ決定部４１で実行される他の目標ＳＯＣ決定処理について説明する。図９は負荷状態判定部４０及び目標ＳＯＣ決定部４１で実行される他の処理のフローチャートである。この図に示すフローチャートは、作業モード切替スイッチ６４の切替位置（選択モード）に応じて、負荷状態が「中負荷」の場合をさらに２つ（「中負荷（Ｐ）」及び「中負荷（Ｅ）」）に分類し、各場合で目標ＳＯＣの値を異ならせている点で図７のものと異なる。さらに、蓄電装置１１のＳＯＣの値に応じて、負荷状態が「重負荷」の場合をさらに２つ（「重負荷（Ｈ）」及び「重負荷（Ｌ）」）に分類し、各場合で目標ＳＯＣの値を異ならせている点でも異なる。ここでは、図７のフローチャートと同じ処理には同じ符号を付して説明を省略し、主として図７のものと異なる処理（Ｓ１３０，Ｓ１３２，Ｓ１３４，Ｓ１１６，Ｓ１１８，Ｓ１２０）について説明する。

【0053】

Ｓ１１０で合計要求動力値が設定値Ｐ２未満であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は、作業モード信号に基づいて作業モード切替スイッチ６４がＰモードに切り替えられているか否かを判定する（Ｓ１３０）。ここでスイッチ６４がＰモードに切り替えられていることが確認できたら、負荷状態判定部４０は負荷状態が「中負荷（Ｐ）」であると判定する（Ｓ１３２）（負荷状態に付した添字「Ｐ」は、作業モードが作業量重視のパワーモードであることを示す）。そして、目標ＳＯＣ決定部４１は、当該判定の入力を受けて目標ＳＯＣを設定値Ｓ３（例えば、７０％）に設定する（Ｓ１３４）。目標ＳＯＣが設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。

【0054】

一方、上記とは逆に、Ｓ１３０でスイッチ６４がＥモードに切り替えられていることが確認できたら、負荷状態判定部４０は負荷状態が「中負荷（Ｅ）」であると判定する（Ｓ１１２）。ここで負荷状態に付した添字「Ｅ」は、作業モードが効率重視のエコノミーモードであることを示しており、図７中のＳ１１２に係る表記（添字の無い「中負荷」）と異なるが、両者は同じものであり、設定される目標ＳＯＣ（Ｓ２）も変わらない。すなわち、図９では、Ｓ１３２の「中負荷（Ｐ）」と区別するために、便宜的に添字「Ｅ」を付したに過ぎない。

【0055】

また、Ｓ１１０で合計要求動力値が設定値Ｐ２以上であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は、さらに、蓄電装置１１の現在のＳＯＣの値が設定値Ｓ１より大きいか否かを判定する（Ｓ１１６）。すなわち、Ｓ１１６では蓄電装置１１の残容量が少なくなっていないか否かを判定する。

【0056】

Ｓ１１６で蓄電装置１１のＳＯＣが設定値Ｓ１より大きいと判定された場合には、負荷状態判定部４０は負荷状態が「重負荷（Ｈ）」であると判定する（Ｓ１１８）（負荷状態に付した添字「Ｈ」は残容量が設定値Ｓ１より高いことを示す）。そして、目標ＳＯＣ決定部４１は、当該判定の入力を受けて目標ＳＯＣを設定値Ｓ３に設定する（Ｓ１２０）。目標ＳＯＣが設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。

【0057】

Ｓ１１６で蓄電装置１１のＳＯＣが設定値Ｓ１以下であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は負荷状態が「重負荷（Ｌ）」であると判定する（Ｈ１２２）。ここで負荷状態に付した添字「Ｌ」は、残容量が設定値Ｓ１より低いことを示しており、図７中のＳ１２２に係る表記（添字の無い「重負荷」）と異なるが、両者は同じものであり、設定される目標ＳＯＣ（Ｓ１）も変わらない。これにより、蓄電装置１１のＳＯＣは過放電が防止され得る下限値（Ｓ１）に保持される。目標ＳＯＣがＳ１に設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。

【0058】

上記のように構成した作業車両によれば、作業モード切替スイッチ６４がＰモードに切り替えられている場合には、オペレータによってある程度大きな出力が要求される蓋然性が高いと判断されるため、中負荷であっても蓄電装置１１の目標ＳＯＣをＳ３（例えば、蓄電装置１１の使用範囲の上限値）に設定することで、エンジン１の出力に余裕がある時には積極的に発電を行い、蓄電装置１１の充電量を上昇させる制御を実行する。これに対して、スイッチ６４がＥモードに切り替えられている場合には、あまり燃料を消費しない省エネ運転をオペレータが希望していると判断されるので、蓄電装置１１の目標ＳＯＣをＳ２に据え置き、積極的な充電（燃料消費）は実施しないようにする。

【0059】

このように作業モード切替スイッチ６４の切替位置に応じて目標ＳＯＣを設定すると、オペレータが作業量を重視する場合にはパワーダウンができるだけ避けられる一方で、オペレータが省エネ運転を重視する場合には燃料消費量を抑制することができる。すなわち、オペレータの希望に添った作業車両の運用が可能になる。

【0060】

さらに、本実施の形態では、負荷状態判定手段４０において、「重負荷」かつ蓄電装置１１のＳＯＣがＳ１より大きいと判定されたとき（すなわち、「重負荷（Ｈ）」）には、エンジン出力に余裕が生じるわずかな時間だけでも可能な限り充電できるように、目標ＳＯＣをＳ３（高レベル）に設定するようにした。これにより図７の場合よりも重負荷作業時に蓄電装置１１が積極的に充電されることになるので、蓄電装置１１の電力低下をできるだけ遅くすることができ、重負荷作業の継続性を向上できる。

【0061】

次に、負荷状態判定部４０及び目標ＳＯＣ決定部４１で実行されるさらに他の目標ＳＯＣ決定処理について説明する。図１０は負荷状態判定部４０及び目標ＳＯＣ決定部４１で実行される他の処理のフローチャートである。この図に示すフローチャートは、充電モード切替スイッチ６５の切替位置（選択モード）に応じて、目標ＳＯＣの値を異ならせている点で図７，９のものと異なる。ここでは、図７，９のフローチャートと同じ処理には同じ符号を付して説明を省略し、主として図７，９のものと異なる処理（Ｓ１４０，１４２，１４４）について説明する。なお、図１０では、Ｓ１０６，Ｓ１１６，Ｓ１３０以降の処理は、それぞれ図９に示したフローチャートと重複するので図示を省略している。

【0062】

Ｓ１１０で合計要求動力値が設定値Ｐ２未満であると判定された場合には、負荷状態判定部４０は、充電モード信号に基づいて充電モード切替スイッチ６５が充電優先モードに切り替えられているか否かを判定する（Ｓ１４０）。ここでスイッチ６５が充電優先モードに切り替えられていることが確認できたら、負荷状態判定部４０は負荷状態が「中負荷（Ｃ）」であると判定する（Ｓ１４２）（負荷状態に付した添字「Ｃ」は、充電優先モードが選択されていることを示す）。そして、目標ＳＯＣ決定部４１は、当該判定の入力を受けて目標ＳＯＣを設定値Ｓ３（例えば、７０％）に設定する（Ｓ１４４）。目標ＳＯＣが設定されたら、最初に戻ってＳ１００以降の処理を繰り返す。

【0063】

一方、上記とは逆に、Ｓ１４０でスイッチ６５が通常モードに切り替えられていることが確認できたら、作業モード切替スイッチ６４からの信号に応じてＳ１３０以降の処理を実行する。

【0064】

上記のように構成した作業車両によれば、充電モード切替スイッチ６５が充電優先モードに切り替えられている場合には、近い将来オペレータによって重負荷作業が要求されることになるので、図７の場合に中負荷と判定される場合であっても蓄電装置１１の目標ＳＯＣをＳ３（例えば、蓄電装置１１の使用範囲の上限値）に設定し、エンジン１の出力に余裕がある時には積極的に発電を行い、蓄電装置１１の充電量を上昇させる制御を実行する。これに対して、充電モード切替スイッチ６５が通常モードに切り替えられている場合には、作業モード切替スイッチ６４で選択された作業モードに応じて蓄電装置１１の目標ＳＯＣをＳ３又はＳ２に設定する。

【0065】

このように充電モード切替スイッチ６５の切替位置に応じて目標ＳＯＣを設定すると、充電優先モード選択時には作業車両の負荷状態に関わらず蓄電装置１１への充電が優先されることになるので、蓄電装置１１の残容量を積極的に増加することができ、後続が予定される重作業の継続性を確保できる。すなわち、オペレータの希望に添った作業車両の運用が可能になる。

【0066】

なお、図１０の例では、作業モード切替スイッチ６４と充電モード切替スイッチ６５の双方を備える場合のフローについて説明したが、充電モード切替スイッチ６５のみを備える作業車両にも適用可能である。この場合には、Ｓ１４０において通常モードが選択されていることが確認できたら、図７中のＳ１１２以降の処理を実行すれば足りる。

【0067】

ところで、上記の説明では、主として合計要求動力（Ｐｆ＋Ｐｒｕｎ）の大きさに基づいて負荷状態を判別し目標ＳＯＣを設定する場合について説明したが、ホイールローダは一定のパターンの動作を繰り返すことが多く、さらに当該パターンに含まれる各動作中の負荷はそれぞれ顕著な相違が現れる傾向が強いため、動作と負荷状態を関連付けることが容易である。すなわち、ホイールローダでは動作に基づいて目標ＳＯＣを設定しても良い。

【0068】

たとえば、最も代表的な作業パターンとしては、Ｖサイクル掘削作業と呼ばれる作業パターンがある。このＶサイクル掘削作業は実際のホイールローダの作業全体に対して、約７割以上を占める主動作パターンである。ホイールローダはこのとき、まず砂利山などの掘削対象物に対して前進し、砂利山の掘削対象物に突っ込むような形で砂利等の運搬物をバケット内に積み込む。その後、後進して元の位置に戻り、ステアリングホイールを操作しながら、かつリフトアーム及びバケットを上昇させながらダンプトラック等の運搬車両に向かって前進する。そして、バケットをダンプさせて運搬車両に運搬物を積み込んで（放土して）再び後進し、車両は元の位置に戻る。車両は以上の説明のようにＶ字軌跡を描きながらこの作業を繰り返し行う。このＶサイクル掘削作業では平均的な車両への負荷として見てみると、平均的な負荷はエンジン１の出力範囲内であるが、時として蓄電装置１１からのパワーアシストが必要となることから、「中負荷」の動作に相当する。

【0069】

また、その他ホイールローダの動作パターンとしては、上記の「Ｖサイクル掘削作業」の他にも、作業現場から別の現場に移動するための「走行動作」や、特に作業を実施しないで待機状態を継続する「アイドリング状態」、さらには土山等の斜面を掘削・放土を繰り返しながら登っていく「かき上げ動作」など、いくつかのパターンがあげられる。

【0070】

上記に挙げた各動作と車両の負荷状態の関係を述べると、例えば、移動のための走行動作やアイドリングは、エンジン出力に対して負荷の大きさが比較的小さいため、「軽負荷」の動作に分類できる。また、Ｖサイクル掘削作業は前述のように「中負荷」の動作に分類することができる。さらに、かき上げ動作は斜面を掘削しながら登坂する必要があるため、平均的な負荷がエンジンの出力を上回り、蓄電装置１１のパワーアシストを継続的に必要とすることから、「重負荷」の動作に分類することができる。

【0071】

したがって、操作レバー５６、アクセルペダル及びブレーキペダル等に対するオペレータの操作（操作量）に応じて作業車両の動作を判別することで負荷状態を分類し、当該分類に応じて目標ＳＯＣを制御しても上記で説明した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0072】

なお、本発明が対象とするハイブリッドシステムは、図１のシリーズ型ハイブリッドシステムに限られるものではなく、走行部パラレル型等の多様なシステム構成にも適用可能である。

【0073】

また、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

【0074】

また、上記の各制御装置２０，２１，２２，２３，２４，２５に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記の制御装置に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御装置の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。

【0075】

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

【符号の説明】

【0076】

１…エンジン、２…トルクコンバータ、３…トランスミッション（T/M）、４…油圧ポンプ、６…モータジェネレータ（M/G）、７…インバータ、８…プロペラシャフト、９…走行用電動機、１０…インバータ、１１…蓄電装置、１２…DCDCコンバータ、２０…ハイブリッド制御装置、２１…エンジン制御装置、２２…コンバータ制御装置、２３…油圧制御装置、２４…インバータ制御装置、２５…蓄電制御装置、３０…システム制御部、３１…動力配分部、３２…エンジン制御部、３３…Ｍ／Ｇ制御部、３４…油圧制御部、３５…走行制御部、４０…負荷状態判定部、４１…目標ＳＯＣ決定部、５０…作業装置、６０…走行体、６１…車輪、２００…制御装置、Ｐｆ…油圧要求動力値、Ｐｒｕｎ…走行要求動力値、Ｐｅ…エンジン出力上限値、Ｐｃ…蓄電装置出力上限値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】