JP2006117341A

JP2006117341A - 架装作業車

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Publication number: JP2006117341A
Application number: JP2004304406A
Authority: JP
Inventors: Norishige Komine; 教重小峯
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】油圧作業機の作動力や作動速度を大きくしようとするときでもエンジンの出力を大きくする必要がなく、騒音や排ガスの発生を低減し得る構成の架装作業車を提供する。
【解決手段】油圧作業機（ブーム３０、アースオーガ装置４０等）を備えた走行体１０が、エンジンＥＧ及びこのエンジンＥＧの出力にアシスト出力を加える電気モータＭからなる動力源ＨＶにより走行可能なハイブリッド車であり、油圧作業機に圧油を供給する油圧ポンプＰは、この動力源ＨＶにより駆動される。動力源ＨＶによる油圧ポンプＰの駆動時、油圧作業機の負荷等に応じて動力源ＨＶの出力目標値が設定されると、エンジンＥＧの出力を所定出力（一定出力）に保持したまま動力源ＨＶの出力を上記出力目標値に一致させるのに必要な電気モータＭのアシスト出力が算出され、その算出されたアシスト出力がエンジンＥＧの出力に加えられるように電気モータＭの作動制御がなされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力源により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出圧を受けて作動する油圧作業機とを走行体に備えて構成される架装作業車に関する。

架装作業車は、駆動源により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプの吐出圧を受けて作動する油圧作業機（架装物）とを走行体に備えた作業車であり、代表的なものとしてクレーン車や高所作業車、穴掘り建柱車等が知られている。油圧ポンプの駆動には走行用エンジンのほか、バッテリ、セパレートエンジ（走行用エンジンとは別個に設けた油圧ポンプ駆動専用の小型ディーゼルエンジン）等が用いられ、走行用エンジンの場合には動力取り出し機構（パワーテイクオフ）によりエンジンの動力が取り出されて油圧ポンプが駆動される。

このような架装作業車において、油圧作業機の作動力や作動速度を大きくしようとするときには、作業者は動力源の出力を大きくして油圧ポンプの駆動力を増大させる必要がある。例えば、パワーテイクオフにより走行用エンジンの動力を取り出して油圧ポンプを駆動し、これにより発生した圧油をブーム先端部の油圧モータに供給してオーガスクリューを駆動する穴掘り建柱車の場合には、オーガスクリューを地面に突き立てた瞬間に油圧モータは地面から抵抗（負荷）を受けるので、これに応じて油圧ポンプの駆動力、すなわちエンジンの出力も大きくする必要が生じる。
特開平８−３２６４５９号公報特開平１０−３０９００３号公報特開平１１−１４６５０２号公報

しかしながら、上記のように油圧作業機の作動力や作動速度を大きくしようとするたびにエンジンの出力を大きくしなければならないのでは、エンジンが発生する騒音により作業現場周辺の住民に迷惑をかけてしまうことになる。また、エンジンの排ガスも環境保全の立場から好ましいものではない。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、油圧作業機の作動力や作動速度を大きくしようとするときでもエンジンの出力を大きくする必要がなく、騒音や排ガスの発生を低減し得る構成の架装作業車を提供することを目的としている。

本発明に係る架装作業車（例えば、実施形態における穴掘り建柱車１）は、エンジン及びエンジンの出力にアシスト出力を加える電気モータからなる動力源の動力をトランスミッションから駆動輪（例えば、実施形態における走行体１０の後輪１１ｂ，１１ｂ）に伝達させて走行するハイブリッド車（例えば、実施形態における走行体１０）と、トランスミッションに伝達された動力源の動力を取り出す動力取り出し機構（例えば、実施形態におけるパワーテイクオフＰＴＯ）と、動力取り出し機構を介して動力源により駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプが吐出する圧油の供給を受けて作動する油圧作業機（例えば、実施形態におけるブーム３０、アースオーガ装置４０及びアウトリガジャッキ１６）と、動力源の動力を動力取り出し機構により取り出して油圧ポンプを駆動している状態において動力源の出力目標値を設定する出力目標値設定手段（例えば、実施形態における圧力検出器７１及びコントローラ６０の出力目標値設定部６２）と、出力目標値設定手段による出力目標値の設定に応じ、エンジンの出力を所定出力に保持したまま動力源の出力を出力目標値に一致させるのに必要な電気モータのアシスト出力を算出するアシスト出力算出手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０のアシスト出力算出部６３）と、アシスト出力算出手段において算出されたアシスト出力がエンジンの出力に加えられるように電気モータの作動制御を行う電気モータ作動制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ６０のインバータ制御部６４）とを備える。

ここで、本発明に係る架装作業車において、上記エンジンの所定出力は、少なくとも油圧作業機を無負荷状態で作動させ得る出力であることが好ましい。また、出力目標値設定手段により設定される動力源の出力目標値は、油圧作業機の負荷に応じて設定されることが好ましい。

本発明に係る架装作業車では、油圧作業機を備えた走行体が、エンジン及びこのエンジンの出力にアシスト出力を加える電気モータからなるハイブリッド型の動力源により走行可能なハイブリッド車であり、油圧作業機に圧油を供給する油圧ポンプは、このハイブリッド型の動力源により動力取り出し機構を介して駆動されるようになっている。そして、動力源による油圧ポンプの駆動時（動力取り出し機構の作動時）、油圧作業機の負荷等に応じて動力源の出力目標値が設定されると、エンジンの出力を所定出力（一定出力）に保持したまま動力源の出力を出力目標値に一致させるのに必要な電気モータのアシスト出力が算出され、その算出されたアシスト出力がエンジンの出力に加えられるように電気モータの作動制御がなされる。すなわち本架装作業車では、油圧ポンプの駆動中（油圧作業機の作動中）はエンジンの出力を一定出力に保持しつつ、油圧ポンプの駆動に（油圧作業機の作動に）必要な動力源の出力のうち、一定に保持されたエンジンの出力のみでは不足する分が電気モータのアシスト出力により補われるようになっている。このため本発明に係る架装作業車によれば、動力源の出力が変化してもエンジンの出力は変化せず、油圧作業機の作動力や作動速度を大きくするために油圧ポンプの駆動力を増大させようとするときでもエンジンの出力を大きくする必要はないので、騒音と排ガスの発生を低減することができる。ここで、上記エンジンの所定出力が、少なくとも油圧作業機を無負荷状態で作動させ得る出力であれば、油圧作業機の無負荷状態での作動はエンジンの出力のみで行うことができるので、エンジンの出力を低く抑えつつ、電気モータの電源（バッテリ）に蓄えられた電力を節約することができる。また、動力源の出力目標値は油圧作業機の状態や油圧作業機の操作手段の操作量等に応じて設定することも可能であるが、少なくとも、油圧作業機の負荷に応じて設定されるようになっていることが好ましい。このようにすれば、油圧作業機の負荷が増大したときでも油圧作業機をスムーズに作動させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明の一実施形態に係る架装作業車としての穴掘り建柱車１を示しており、図１はこの穴掘り建柱車１における制御系統及び動力伝達系統の一部をブロック図により示している。図２に示すように、この穴掘り建柱車１は、走行用車輪１１（前輪１１ａ、後輪１１ｂ）を備えて運転キャビン１２から走行運転が可能なトラック式の走行体１０と、走行体１０上に設けられた旋回台２０と、この旋回台２０から上方に延びて設けられた支柱２１の上部にフートピン２２を介して基端部が支持されたブーム（伸縮ブーム）３０と、このブーム３０の先端部に取り付けられたアースオーガ装置４０とを有して構成される。なお、この穴掘り建柱車１の走行体１０は、後述するように、エンジンＥＧ及びエンジンＥＧの出力にアシスト出力を加える電気モータＭからなるハイブリッド型の動力源ＨＶにより走行可能なハイブリッド車である。

旋回台２０は走行体１０の後部に上下軸まわり３６０度回動自在に取り付けられている。走行体１０の内部にはブーム旋回モータ（油圧モータ）２３が設けられており、このブーム旋回モータ２３を回転作動させることにより、図示しないギヤを介して旋回台２０を水平旋回動させることができる。ブーム３０は基端ブーム３０ａ、中間ブーム３０ｂ及び先端ブーム３０ｃが入れ子式に構成されており、内部に設けられたブーム伸縮シリンダ（油圧シリンダ）３１の伸縮作動により各ブーム３０ａ，３０ｂ，３０ｃを相対的に移動させてブーム３０全体を軸方向に伸縮動させることができる。また、基端ブーム３０ａと旋回台２０の支柱２１との間にはブーム起伏シリンダ（油圧シリンダ）２４が跨設されており、このブーム起伏シリンダ２４を伸縮作動させることによりブーム３０全体を起伏動させることができる。

先端ブーム３０ｃの先端部に設けられたブームヘッド３２の内部にはシーブ３３が回転自在に支持されている。シーブ３３には基端ブーム３０ａに取り付けられたウインチ３４により巻き取り繰り出しされるワイヤ３５が掛け回されており、ワイヤ３５の先端部にはフック３６が取り付けられて（懸吊されて）いる。

また、先端ブーム３０ｃにはオーガブラケット３７が先端ブーム３０ｃの延びる方向にスライド移動自在に設けられている。このオーガブラケット３７の下部にはロッド３８が先端ブーム３０ｃの幅方向に揺動自在に取り付けられており、アースオーガ装置４０はこのロッド３８の下端部に垂下状態で取り付けられている。オーガブラケット３７は基端ブーム３０ａの先端部と先端ブーム３０ｃの先端部とのいずれか一方に係止することができ、基端ブーム３０ａ側に係止したときには基端ブーム３０ａに固定され、先端ブーム３０ｃ側に係止したときには先端ブーム３０ｃに固定されるようになっている。したがって、アースオーガ装置４０を使用せず、ブーム３０をクレーン装置として使用するときにはオーガブラケット３７を基端ブーム３０ａに係止させておけばよく、これによりアースオーガ装置４０をブーム３０の伸縮作動にかかわらず基端ブーム３０ａの先端部に固定しておくことができる（なお、このようにオーガブラケット３７を基端ブーム３０ａに係止するのは、通常、アースオーガ装置４０を図２の二点鎖線で示すようにブーム３０の側方に格納しておくときである。後述）。また、アースオーガ装置４０を用いて穴掘り作業を行うときにはオーガブラケット３７を先端ブーム３０ｃに係止させておけばよく、これによりアースオーガ装置４０をブーム３０の伸縮作動に合わせてブーム３０の先端部（先端ブーム３０ｃの先端部）とともに移動させることができる。

アースオーガ装置４０は図２に示すように、ロッド３８の下端部に取り付けられたオーガ駆動モータ（油圧モータ）４１と、オーガ駆動モータ４１の回転動力を減速する減速機構４２と、減速機構４２により減速された（トルク増幅された）オーガ駆動モータ４１の回転動力を受けて回転作動するオーガスクリュー４３とから構成される。オーガ駆動モータ４１はブーム３０の側面に沿って延びた図示しない送油ホースによって油圧ポンプＰ（後述）と繋がっている。

走行体１０における運転キャビン１２の後方位置には作業者ＯＰが着座する操作席１３が設けられており、この操作席１３と対向する位置には操作装置５０が設置されている。この操作装置５０にはブーム３０の起伏、伸縮、旋回操作を行うためのブーム操作レバー５１と、オーガスクリュー４３の回転作動操作を行うためのオーガ操作ペダル５２とが設けられている（図１参照）。ブーム操作レバー５１の操作により出力されたブーム操作信号は走行体１０内に設置されたコントローラ６０のバルブ制御部６１に入力され、コントローラ６０のバルブ制御部６１はこの入力されたブーム操作信号に基づいて、ブーム旋回モータ２３に対応する第１制御バルブＶ１、ブーム起伏シリンダ２４に対応する第２制御バルブＶ２及びブーム伸縮シリンダ３１に対応する第３制御バルブＶ３の各スプール（図示せず）を電磁駆動する。第１〜第３制御バルブV１，V２，V３はいずれも電磁比例バルブであり、それぞれのスプールはコントローラ６０のバルブ制御部６１を介してブーム操作レバー５１の操作方向に応じた方向に、またその操作量に応じた量だけ移動する。また、オーガ操作ペダル５２の踏み込み操作により出力されたペダル操作信号はコントローラ６０のバルブ制御部６１に入力され、コントローラ６０のバルブ制御部６１はこの入力されたペダル操作信号に基づいて、オーガ駆動モータ４１に対応する第４制御バルブＶ４のスプール（図示せず）を電磁駆動する。第４制御バルブＶ４も電磁比例バルブであり、そのスプールはコントローラ６０のバルブ制御部６１を介してオーガ操作ペダル５２の踏み込み量に応じた量だけ移動する。

走行体１０の前後左右計４箇所には上下方向に伸長収縮（張り出し格納）作動が可能なアウトリガジャッキ１６が設けられており、これらアウトリガジャッキ１６を下方に張り出して地面に接地させることにより、走行体１０を安定的に支持させることができる。各アウトリガジャッキ１６は、走行体１０のサブフレーム（図示せず）の側部に下方に延びて設けられたアウタジャッキ（シリンダチューブ）１６ａと、このアウタジャッキ１６ａ内に収容されて上下方向に移動自在に設けられたインナジャッキ（ピストンロッド）１６ｂと、このインナジャッキ１６ｂの下端部に取り付けられた接地板１６ｃとを有し、アウタジャッキ１６ａとインナジャッキ１６ｂとは油圧シリンダ（これをジャッキシリンダ１７と称する）を構成している。

走行体１０には前述のようにハイブリッド型の動力源ＨＶが搭載されており、走行体１０はこの動力源ＨＶにより走行可能である。ハイブリッド型の動力源ＨＶはエンジンＥＧ及びこのエンジンＥＧの出力にアシスト出力を加える電気モータＭからなり、エンジンＥＧの出力制御はエンジンコントロールシステムＥＣにより行われるようになっている（図１参照）。エンジンＥＧは走行体１０の前方下部に取り付けられており、走行体１０の後方に延びたクランクシャフトＣＳはクラッチＣＬを介してトランスミッションＴＭの入力軸ＩＳに繋がっている。トランスミッションＴＭの出力軸（図示せず）は走行体１０の前後方向に延びたプロペラシャフトＰＳを駆動し、プロペラシャフトＰＳはディファレンシャル機構ＤＦを介して走行体１０の駆動輪である左右の後輪１１ｂ，１１ｂのドライブシャフトＡＸ，ＡＸを駆動する。

電気モータＭはそのモータ軸（図示せず）がエンジンＥＧのクランクシャフトＣＳと連結されており、バッテリＢＴからの電力供給を受けて作動して、エンジンＥＧの出力にアシスト出力を加える。この電気モータＭは三相交流モータであり、バッテリＢＴとの間にはバッテリＢＴの直流電圧を交流電圧に変換するとともに、その周波数を任意に変化させることができるインバータＩＶが設置されている。なお、このインバータＩＶはコントローラ６０のインバータ制御部６４により制御される。

トランスミッションＴＭの近傍位置には動力取り出し機構としてのパワーテイクオフＰＴＯが設けられている（図１参照）。このパワーテイクオフＰＴＯは、運転キャビン１２内に設けられたＰＴＯレバー１４が操作されたときに、コントローラ６０を介して駆動されるＰＴＯアクチュエータＡＣＴの作動により、トランスミッションＴＭを構成する１つの動力伝達軸（例えばカウンタシャフト）とギヤ接続する構成を有している。そして、このようにパワーテイクオフＰＴＯがトランスミッションＴＭの動力伝達軸とギヤ接続され、かつクラッチＣＬが接続された状態では、動力源ＨＶの動力はクラッチＣＬ、トランスミッションＴＭ及びパワーテイクオフＰＴＯを介して油圧ポンプＰに伝達されるようになり、油圧ポンプＰは回転駆動されて圧油の吐出動作を行う。なお、このようにパワーテイクオフＰＴＯにより油圧ポンプＰを駆動されるときには、トランスミッションＴＭをニュートラル位置にして、動力源ＨＶの動力が駆動輪（左右の後輪１１ｂ，１１ｂ）に伝わらないようにする必要がある。

油圧ポンプＰより吐出された圧油は上記第１〜第４制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４経由でブーム旋回モータ２３、ブーム起伏シリンダ２４、ブーム伸縮シリンダ３１及びオーガ駆動モータ４１に供給される（図１参照）。このためブーム旋回モータ２３、ブーム起伏シリンダ２４及びブーム伸縮シリンダ３１はそれぞれブーム操作レバー５１の操作方向に応じた方向に、その操作量に応じた速度で作動し、オーガ駆動モータ４１はオーガ操作ペダル５２の踏み込み量に応じた速度で作動する。また、油圧ポンプＰより吐出された圧油はコントローラ６０のバルブ制御部６１より制御されるジャッキ制御バルブＶＪ経由で各アウトリガジャッキ１６のジャッキシリンダ１７に供給される。このため作業者は、走行体１０に設けられたジャッキ操作レバー５３を操作することにより、アウトリガジャッキ１６を伸長（張り出し）或いは収縮（格納）作動させることができる（図１では簡単のため、４つあるジャッキ制御バルブＶＪ及びジャッキシリンダ１７のうちそれぞれ１つのみを示している）。なお、上記のように油圧ポンプＰはＰＴＯレバー１４が操作された状態でのみ動力源ＨＶにより駆動されるので、走行体１０に設けられた油圧作業機（ブーム３０、アースオーガ装置４０及びアウトリガジャッキ１６）もＰＴＯレバー１４が操作された状態でのみ、その作動操作が可能となる。

エンジンコントロールシステムＥＣには運転キャビン１２内の走行用アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を検出する踏み込み量検出器７３からの検出情報と、エンジンＥＧの回転数を検出する回転数検出器７２からの検出情報とが入力されている。そしてエンジンコントロールシステムＥＣは、パワーテイクオフＰＴＯの非使用時には踏み込み量検出器７３により検出された走行用アクセルペダルの踏み込み量に応じたスロットル開度になるようにスロットルバルブ（図示せず）を作動させ、パワーテイクオフＰＴＯの使用時にはエンジンＥＧの出力が所定出力（一定出力）になるようにスロットルバルブを作動させる。

ここで、パワーテイクオフＰＴＯが使用時であるか否かの判断は、ＰＴＯ操作レバー１４の操作信号（ＰＴＯ操作信号）を受けたコントローラ６０が、その操作信号を受け取った旨の信号（ＰＴＯ使用信号）がエンジンコントロールシステムＥＣに出力されているか否かにより行う。また、エンジンＥＧの出力が所定出力になっているか否かの判断は、回転数検出器７２により検出されるエンジンＥＧの出力がその所定出力に対応する回転数になっているか否かにより行う。なお、エンジンＥＧの出力はエンジンＥＧの回転数が大きくなるに従って増大するが、このようなエンジンＥＧの回転数と出力との関係データはコントローラ６０の記憶部（図示せず）に予め記憶されており、エンジンコントロールシステムＥＣはこの関係データを利用することができるようになっている。

上記所定出力はエンジンＥＧのアイドリング状態における出力に限らず、アイドリング状態における出力よりも大きい出力とすることもできる。エンジンコントロールシステムＥＣは、一定に保持すべきエンジンＥＧの出力がアイドリング状態における出力であればスロットルバルブを全閉状態に保持し、一定に保持すべきエンジンＥＧの出力がアイドリング状態における出力よりも大きい出力であれば、スロットルバルブを全閉状態から必要量開いて、エンジンＥＧの回転数がその出力に対応する所定回転数に維持されるようにする。

このように、一定に保持されるべき上記エンジンＥＧの所定出力は任意であるが、少なくとも油圧作業機を無負荷状態で作動させ得る出力とする。ここで、油圧作業機を無負荷状態で作動させ得る出力とは、具体的には、オーガスクリュー４３を地面Ｇに接触させていない状態でブーム３０を起伏、伸縮、旋回作動させることができるとともにオーガスクリュー４３を回転作動させることができ、かつアウトリガジャッキ１６を非接地状態で作動させることができる出力をいう。

油圧ポンプＰの吐出油路ＰＬ中には、この吐出油路ＰＬ内の圧力を連続的な電気信号として検出する圧力検出器７１が設けられており、その検出情報はコントローラ６０の出力目標設定部６２に出力される（図１参照）。コントローラ６０の出力目標値設定部６２は、圧力検出器７１により検出された吐出油路ＰＬ内の圧力に基づいて、油圧作業機の負荷（ブーム３０の負荷と、アースオーガ装置４０の負荷と、アウトリガジャッキ１６の負荷との合算負荷）に応じた動力源ＨＶの出力目標値を設定し、その設定した出力目標値をコントローラ６０のアシスト出力算出部６３に出力する。ここで、動力源ＨＶの出力目標値は油圧作業機の負荷が大きいときほど大きくなるように設定されるが、そのような油圧作業機の負荷と動力源ＨＶの出力目標値との対応関係のデータは、予めコントローラ６０の記憶部（図示せず）に記憶されており、アシスト出力算出部６３この関係データを利用することができるようになっている。

コントローラ６０のアシスト出力算出部６３は、上記出力目標値設定部６２による動力源ＨＶの出力目標値の設定に応じて、エンジンＥＧの出力を所定出力に保持したまま動力源ＨＶの出力を上記出力目標値に一致させるのに必要な電気モータＭのアシスト出力を算出し、その算出結果をコントローラ６０のインバータ制御部６４に出力する。すなわち、コントローラ６０のアシスト出力算出部６３は、油圧ポンプＰの駆動に必要な動力源ＨＶの出力のうち、一定に保持されたエンジンＥＧの出力のみでは不足する分の出力を求め、この不足する分の出力が電気モータＭからアシスト出力として出力されるよう、インバータ制御部６４に指示する（電気モータＭのアシスト出力＝出力目標値−エンジンＥＧの一定出力）。

コントローラ６０のインバータ制御部６４は、アシスト出力算出部６３において算出されたアシスト出力がエンジンＥＧの出力に加えられるように、インバータＩＶを介して電気モータＭの作動制御を行う。これによりコントローラ６０のアシスト出力算出部６３において算出されたアシスト出力がエンジンＥＧの出力に加えられ、エンジンＥＧの出力がアシストされる。

次に、このような穴掘り建柱車１により、地面Ｇに建柱のための穴を掘るときの手順を説明する。これには先ず、ブーム３０及びアースオーガ装置４０を格納状態にして穴掘り建柱車１を作業現場へ移動させる。ここでブーム３０の格納状態とは、ブーム３０を全縮かつ俯角倒伏させて、走行体１０の後方に上方に延びて設けられたブーム保持具１５に保持させた状態をいい、アースオーガ装置４０の格納状態とは、オーガブラケット３７を基端ブーム３０ａの先端部に係止させたうえで、オーガスクリュー４３の中間部を図示しないウインチにより吊り上げてオーガスクリュー４３をブーム３０の側方に位置させ（このときロッド３８はほぼ水平姿勢になるまでブーム３０の長手方向と直交する方向に揺動される）、かつ、このオーガスクリュー４３を基端ブーム３０ａの側方に設けられた図示しないロック装置にロックさせた状態をいう（図２において二点鎖線で示すブーム３０を参照）。

穴掘り建柱車１の作業現場への移動は、作業者が運転キャビン１２から運転操作をすることにより行う。このとき駆動輪である左右の後輪１１ｂ，１１ｂはエンジンＥＧの動力を受けて駆動されるが、コントローラ６０のインバータ制御部６４からインバータＩＶを介して電気モータＭを作動制御することにより、エンジンＥＧの出力にアシスト出力を加えて走行することができる。また、車両発進時などにはエンジンＥＧを停止させて電気モータＭのみにより駆動輪（後輪１１ｂ，１１ｂ）を駆動して走行することもできる。なお、この走行体１０の走行時（特に減速走行時）においては、電気モータＭは発電機として働き、発生した電気はインバータＩＶ経由でバッテリＢＴに充電される。

作業現場に到着したら、作業者はトランスミッションＴＭをニュートラルにする。そして、エンジンＥＧを稼動状態にしたまま一旦クラッチＣＬを切り、運転キャビン１２内に設けられたＰＴＯレバー１４を操作したうえでクラッチＣＬを繋げる。これによりＰＴＯ操作信号がコントローラ６０に出力され、コントローラ６０からエンジンコントロールシステムＥＣにＰＴＯ使用信号が出力される。エンジンコントロールシステムＥＣはこのＰＴＯ使用信号を受けてエンジンＥＧの作動制御を行い、その出力を一定出力（所定出力）に保持する。また、油圧ポンプＰはクラッチＣＬ、トランスミッションＴＭ及びパワーテイクオフＰＴＯを介して動力源ＨＶにより駆動され、圧油を吐出する。

このときのエンジンＥＧの出力は、前述のように、少なくとも油圧作業機を無負荷状態で作動させ得るだけの大きさを有しているので、ジャッキ操作レバー１４を操作すればアウトリガジャッキ１６を作動させることができ、ブーム操作レバー５１を操作すればブーム３０を作動させることができ、オーガ操作ペダル５２を踏み込めばオーガスクリュー４３を回転作動させることができる。但し、アウトリガジャッキ１６を接地状態にさせなければブーム３０を格納状態から作動させることができず、またブーム３０を所定の姿勢にしなければオーがスクリュー４３を作動させることができないようにした安全装置（インターロック装置）を備えている場合には、アウトリガジャッキ１６を接地状態にした後でなければブーム３０を作動させることはできず、またブーム３０を所定の姿勢にした後でなければオーガスクリュー４３を作動させることはできない。

ジャッキ操作レバー１４を操作してアウトリガジャッキ１６を接地状態にしたら、作業者は続いてオーガブラケット３７を先端ブーム３０ｃに係止させる。そして、走行体１０上の操作席１３に着座し、操作装置５０からブーム操作レバー５１の操作を行ってブーム３０を起仰させる。ここで、アースオーガ装置４０の格納を解除してオーガスクリュー４３を懸吊状態にした後、再びブーム操作レバー５１を操作してブーム３０を作動させ、オーガスクリュー４３を穴掘り作業箇所の直上に垂下させる。そして、オーガ操作ペダル５２を踏み込んでオーガスクリュー４３を回転させつつ、ブーム操作レバー５１を操作してブーム３０を倒伏させていくことによりブーム３０の先端部を鉛直下方に移動させ、オーガスクリュー４３を地面Ｇに接触させる。ここで、各制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４はいずれも電磁比例バルブであるので、ブーム旋回モータ２３、ブーム起伏シリンダ２４、ブーム伸縮シリンダ３１の各油圧アクチュエータの作動速度はブーム操作レバー５１の操作量により調節することができ、オーガ駆動モータ４１の作動速度はオーガ操作ペダル５２の踏み込み量により調節することができる。

オーガスクリュー４３が地面Ｇに接触すると、油圧作業機（ここではブーム及びオーガスクリュー４３）は負荷状態となるので、油圧ポンプＰの吐出油路ＰＬ内の圧力は大きくなる。この吐出油路ＰＬ内の圧力増分は圧力検出器７１により検出されてコントローラ６０の出力目標値設定部６２に伝送されるので、出力目標値設定部６２は動力源ＨＶの出力目標値を初期値（電気モータＭのアシスト出力が零の状態をいう）よりも大きい値に設定する（このように圧力検出器７１とコントローラ６０の出力目標値設定部６２とは、動力源ＨＶの動力をパワーテイクオフＰＴＯにより取り出して油圧ポンプＰを駆動している状態において動力源ＨＶの出力目標値を設定する出力目標値設定手段を構成する）。そして、コントローラ６０のアシスト出力算出部６３は、エンジンＥＧの出力を所定出力に保持したまま動力源ＨＶの出力を上記出力目標値に一致させるのに必要な電気モータＭのアシスト出力を算出し、コントローラ６０のインバータ制御部６４はインバータＩＶを介して電気モータＭを作動させるので、電気モータＭのアシスト出力はエンジンＥＧの出力に加えられて駆動源ＨＶの出力は出力目標値レベルまで引き上げられる。これにより油圧ポンプＰは油圧作業機の負荷に見合った駆動力で駆動されるようになり、油圧作業機の作動に必要な動力が確保される。

なお、作業開始前に行うアウトリガジャッキ１６の張り出し作動は、接地板１６ｃが接地したところでアウトリガジャッキ１６の伸長作動を停止させてもよいが、接地後更に伸長させて走行体１０を持ち上げ支持するようにすることもできる。走行体１０が持ち上げ支持される際には油圧作業機（ここではアウトリガジャッキ１６）は負荷状態となるので、圧力検出器７１により検出される油圧ポンプＰの吐出油路ＰＬ内の圧力は大きくなり、動力源ＨＶの出力目標値は初期値よりも大きい値に設定されて電気モータＭのアシスト出力がエンジンＥＧの出力に加えられる。但し、走行体１０が持ち上げ支持される場合でも、アウトリガジャッキ１６の作動が停止しているときには、アウトリガジャッキ１６の作動回路中に設けられたホールディングバルブ（図示せず）の働きによってジャッキシリンダ１７内の圧力は保持されるので、アウトリガジャッキ１６の作動停止後、エンジンＥＧの出力目標値は初期値に戻ることになる。

このように本実施形態に係る穴掘り建柱車１では、油圧作業機（ブーム３０、アースオーガ装置４０及びアウトリガジャッキ１６）を備えた走行体１０が、エンジンＥＧ及びこのエンジンＥＧの出力にアシスト出力を加える電気モータＭからなるハイブリッド型の動力源ＨＶにより走行可能なハイブリッド車であり、油圧作業機に圧油を供給する油圧ポンプＰは、このハイブリッド型の動力源によりパワーテイクオフＰＴＯを介して駆動されるようになっている。そして、動力源ＨＶによる油圧ポンプＰの駆動時（パワーテイクオフＰＴＯの作動時）、油圧作業機の負荷に応じて動力源ＨＶの出力目標値が設定されると、エンジンＥＧの出力を所定出力（一定出力）に保持したまま動力源ＨＶの出力を出力目標値に一致させるのに必要な電気モータＭのアシスト出力が算出され、その算出されたアシスト出力がエンジンＥＧに加えられるように電気モータＭの作動制御がなされる。すなわち本穴掘り建柱車１では、油圧ポンプＰの駆動中（作業機の作動中）はエンジンＥＧの出力を一定出力に保持しつつ、油圧ポンプＰの駆動に（油圧作業機の作動に）必要な動力源ＨＶの出力のうち、一定に保持されたエンジンＥＧの出力のみでは不足する分が電気モータＭのアシスト出力により補われるようになっている。

このため本穴掘り建柱車１によれば、動力源ＨＶの出力が変化してもエンジンＥＧの出力は変化せず、油圧作業機の作動力や作動速度を大きくするために油圧ポンプＰの駆動力を増大させようとするときでもエンジンＥＧの出力を大きくする必要はないので、騒音と排ガスの発生を低減することができる。ここで、上記例のように、エンジンＥＧの所定出力が少なくとも油圧作業機を無負荷状態で作動させ得る出力であれば、油圧作業機の無負荷状態での作動はエンジンＥＧの出力のみで行うことができるので、エンジンＥＧの出力を低く抑えつつ、電気モータＭの電源（バッテリＢＴ）に蓄えられた電力を節約することができる。

また、動力源ＨＶの出力目標値は、上述の例のように、少なくとも、油圧作業機の負荷に応じて設定されるようになっていることが好ましい。このようにすれば、油圧作業機の負荷が増大したときでも油圧作業機をスムーズに作動させることができる。しかし、動力源ＨＶの出力目標値の設定は、このように油圧作業機の負荷のみによって設定されなければならないわけではなく、その他、油圧作業機の状態（例えばブーム３０の姿勢）やブーム操作レバー５１の操作量（傾動角度）等の要素に応じて出力目標値が設定されるようになっていてもよい。更には、これら要素を複合させて出力目標値を設定するようにしてもよい。なお、このとき出力目標値は、ブーム３０を起仰作動させるときやブーム操作レバー７１の操作量が大きいときに大きくなるように設定される。

なお、上記穴掘り建柱車１では、ブーム３０はクレーン装置としても使用することができるので、穴掘り作業に伴う電柱の設置作業等も併せて行うことができるが、この電柱の設置作業等において電柱を吊り上げた際、ブーム３０の起伏作動や伸縮作動等により油圧作業機（ブーム３０及びクレーン装置）の負荷が大きくなり、油圧ポンプＰの駆動力が一定に保持されたエンジンＥＧの出力のみでは不足するようになった場合には、その不足する分の出力は電気モータＭのアシスト出力により補われることになる。

図３は本発明のもう一つの実施形態に係る穴掘り建柱車における制御系統及び動力伝達系統の一部を示すブロック図である。ここでは上述の実施形態と異なる部分のみについて説明し、上述の実施形態と同一の部分については同じ符号を付してその説明を省略する。この実施形態では、作業台４０上に作業者ＯＰが踏み込み操作を行うアクセルペダル５４が設けられており、作業者ＯＰはこのアクセルペダル５４の踏み込み操作を行うことにより、油圧作業機の出力目標値を任意に設定することができる。すなわち、作業者ＯＰがアクセルペダル５４を踏み込むと、コントローラ６０の出力目標値設定部６２はその踏み込み操作量に応じて動力源ＨＶの出力目標値を設定し、その設定した出力目標値をコントローラ６０のアシスト出力算出部６３に出力する。ここで、出力目標値は、アクセルペダル５４の踏み込み量が大きいときほど大きく設定される。このような構成では、オーガスクリュー４３の負荷が大きいとき、ブーム３０を起仰作動させるとき、ブーム３０を速く動かしたいとき、アウトリガジャッキ１６を接地後更に伸長させようとするときなど、作業者が必要と思うときに、必要な大きさの出力目標値を任意に設定することができる。なお、この実施形態における出力目標値設定手段は、アクセルペダル５４とコントローラ６０の出力目標値設定部６２とからなる。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、油圧作業機の負荷は油圧ポンプＰの吐出油路ＰＬ内の圧力を検出する圧力検出器７１からの検出情報に基づいて求められるようになっていたが、これは一例であり、他の手段により油圧作業機の負荷を検出するようにしてもよい。例えば、油圧作業機を構成する各油圧アクチュエータ（オーガ駆動モータ４１など）に作用する実荷重を検出し、これに基づいて油圧作業機の負荷を求めるようにしてもよい。また、電気モータＭは上述の実施形態では三相交流モータであったが、これは一例であり、他の形態のモータであってもよい。

また、上述の実施形態では、パワーテイクオフＰＴＯの使用中（油圧作業機の作業中）にエンジンＥＧの回転数を一定に保持してエンジンＥＧの出力を一定にする制御がなされていたが、一定に保持されるべきエンジンＥＧの出力がアイドリング状態における出力レベルであるようなときには、エンジンＥＧの出力を一定に保持する制御を積極的に行う必要性は必ずしもない。また、上述の実施形態では、本発明が穴掘り建柱車１に適用される場合を示したが、本発明はこのような穴掘り建柱車に限られず、油圧ポンプが吐出する圧油の供給を受けて作動する油圧作業機を走行体に備えたその他の架装作業車、例えばクレーン車や高所作業車等にも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る架装作業車としての穴掘り建柱車における制御系統及び動力伝達系統の一部を示すブロック図である。上記穴掘り建柱車の側面図である。本発明のもう一つの実施形態に係る穴掘り建柱車における制御系統及び動力伝達系統の一部を示すブロック図である。

符号の説明

１穴掘り建柱車（架装作業車）
１０走行体（ハイブリッド車）
１１ｂ走行体の後輪（駆動輪）
１６アウトリガジャッキ（油圧作業機）
３０ブーム（油圧作業機）
４０アースオーガ装置（油圧作業機）
４１オーガ駆動モータ
４３オーガスクリュー
５１ブーム操作レバー
５２オーガ操作ペダル
５３ジャッキ操作レバー
６０コントローラ（電気モータ作動制御手段）
６２出力目標値設定部（出力目標値設定手段）
６３アシスト出力算出部（アシスト出力算出手段）
６４インバータ制御部（電気モータ作動制御手段）
７１圧力検出器（出力目標値設定手段）
ＩＶインバータ（電気モータ作動制御手段）
ＥＧエンジン
Ｍ電気モータ
ＨＶ動力源
ＴＭトランスミッション
ＰＴＯパワーテイクオフ（動力取り出し機構）
Ｐ油圧ポンプ

Claims

エンジン及び前記エンジンの出力にアシスト出力を加える電気モータからなる動力源の動力をトランスミッションから駆動輪に伝達させて走行するハイブリッド車と、
前記トランスミッションに伝達された前記動力源の動力を取り出す動力取り出し機構と、
前記動力取り出し機構を介して前記動力源により駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプが吐出する圧油の供給を受けて作動する油圧作業機と、
前記動力源の動力を前記動力取り出し機構により取り出して前記油圧ポンプを駆動している状態において前記動力源の出力目標値を設定する出力目標値設定手段と、
前記出力目標値設定手段による前記出力目標値の設定に応じ、前記エンジンの出力を所定出力に保持したまま前記動力源の出力を前記出力目標値に一致させるのに必要な前記電気モータのアシスト出力を算出するアシスト出力算出手段と、
前記アシスト出力算出手段において算出された前記アシスト出力が前記エンジンの出力に加えられるように前記電気モータの作動制御を行う電気モータ作動制御手段とを備えたことを特徴とする架装作業車。
前記エンジンの所定出力は、少なくとも前記油圧作業機を無負荷状態で作動させ得る出力であることを特徴とする請求項１記載の架装作業車。
前記出力目標値設定手段により設定される前記動力源の出力目標値は、前記油圧作業機の負荷に応じて設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の架装作業車。