特許 6022982 ハイブリッド式駆動装置

(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】6022982

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】ハイブリッド式駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/26 20060101AFI20161027BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20161027BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20161027BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20161027BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20161027BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20161027BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/26 900

   F01N3/023

   B60K6/485ZHV

   B60K6/54

   B60W10/06 900

   B60W10/08 900

   B60W20/00

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-72465(P2013-72465)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-196037(P2014-196037A)

(43)【公開日】2014年10月16日

【審査請求日】2015年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】野間 康男

(72)【発明者】

【氏名】塩見 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】前田 治樹

(72)【発明者】

【氏名】関田 浩喜

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１２７５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４５３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９５０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８５０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７２５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／２６

Ｂ６０Ｋ ６／４８５

Ｂ６０Ｋ ６／５４

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ ２０／００

Ｆ０１Ｎ ３／０２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンの排気経路に配置され、排気ガスを浄化するフィルタ部と、
前記エンジンの駆動力により発電を行うジェネレータと、
前記ジェネレータが発電を行うことで充電されるバッテリーと、
前記ジェネレータが発電した電力又は前記バッテリーに充電された電力で駆動するモータと、
前記エンジンの駆動力及び前記モータの駆動力を、少なくとも作業機の駆動のために伝達する伝達部と、
前記作業機の負荷が所定以下である場合に、前記エンジンの回転数を低下させる低回転制御を指示する低回転制御部と、
を備え、
前記低回転制御部が前記低回転制御を指示した場合に、前記エンジンから前記ジェネレータへ伝達される駆動力を増加させる充電速度上昇制御を行うことを特徴とするハイブリッド式駆動装置。

【請求項2】

請求項１に記載のハイブリッド式駆動装置であって、
前記低回転制御部が前記低回転制御を指示した場合であって、更に、前記バッテリーの蓄電量が閾値以下であることを検出した場合に、前記充電速度上昇制御を行うことを特徴とするハイブリッド式駆動装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のハイブリッド式駆動装置であって、
前記フィルタ部のＰＭ量又はその推測量を取得するＰＭ量取得部を備え、
前記低回転制御部が前記低回転制御を指示した場合であって、更に、前記ＰＭ量取得部が取得したＰＭ量が所定以上である場合に、前記充電速度上昇制御を行うことを特徴とするハイブリッド式駆動装置。

【請求項4】

請求項１から３までの何れか一項に記載のハイブリッド式駆動装置であって、
前記作業機の負荷の大きさに応じて、前記エンジンから前記ジェネレータへ伝達される駆動力の増加量が決定されることを特徴とするハイブリッド式駆動装置。

【請求項5】

請求項１から４までの何れか一項に記載のハイブリッド式駆動装置であって、
前記伝達部は、前記エンジンの駆動力及び前記モータの駆動力を、前記作業機の駆動に加え、作業車両の移動のために伝達することを特徴とするハイブリッド式駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トラクタ等の作業車両に搭載されるパラレルタイプのハイブリッド式駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、エンジンとモータとを両方備えたハイブリッド式駆動装置が知られている。また、作業機（ローダ、ロータリ等）を備えた作業車両において、作業車両の移動又は作業機を駆動するために、ハイブリッド式駆動装置が採用されることがある。

【0003】

ここで、ハイブリッド式駆動装置には、シリーズタイプと、パラレルタイプと、が知られている。シリーズタイプとは、エンジンの駆動力を発電に用い、モータの駆動力のみによって作業車両の移動又は作業機の駆動を行うハイブリッド式駆動装置である。パラレルタイプとは、エンジンの駆動力により発電を行うとともに、エンジンとモータの両方の駆動力によって、作業車両の移動又は作業機の駆動を行うハイブリッド式駆動装置である。

【0004】

また、ハイブリッド式駆動装置を構成するエンジンとしては、ガソリンエンジンだけでなく、ディーゼルエンジンが用いられる。ディーゼルエンジンには、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦ）が配置される。ＤＰＦは、フィルタ等により粒子状物質（以下、ＰＭ）を捕集する。また、ＤＰＦによるＰＭの捕集量が所定の値を超えた場合、ＤＰＦ内の温度を上昇させて、ＰＭを除去する必要がある。

【0005】

特許文献１及び２は、作業車両用のパラレルタイプのハイブリッド式駆動装置を開示する。

【0006】

特許文献１は、発電機とモータの両方の機能を発揮可能な発電電動機を備えたハイブリッド式駆動装置を開示する。このハイブリッド式駆動装置は、作業機の負荷が所定以下のときに発電電動機を発電機として機能させるように構成されている。

【0007】

特許文献２は、バッテリーの蓄電量が低い場合は充電を行い、バッテリーの蓄電量が所定以上である場合はヒータによりＤＰＦを加熱するハイブリッド式駆動装置を開示する。これにより、エンジンによる熱だけではＰＭが除去できない場合であっても、ヒータでＤＰＦの加熱補助を行うことでＰＭを除去できる。なお、特許文献２では、発電機とモータとを別に設けた構成が開示されている。

【0008】

また、特許文献３は、強制再生制御と、強制低回転制御と、を実行可能なエンジン装置を開示する。強制再生制御とは、エンジンを高回転させてＤＰＦ内の温度を上昇させることでＰＭを除去する制御である。強制低回転制御とは、作業機の負荷が掛かっていないときにエンジンを低回転にして低燃費及び低騒音を実現する制御である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１１−１２７５３４号公報

【特許文献2】特開２０１２−１３７０２８号公報

【特許文献3】特開２０１１−１７２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかし、特許文献１の発電電動機は、発電機として機能させるか、モータとして機能させるかの選択的な制御しか行うことができない。これに対し、作業機の負荷、バッテリーの充電量、ＰＭの堆積量は連続的な値を取る。従って、特許文献１のハイブリッド式駆動装置２０は、状況に応じた柔軟な制御を行うことができなかった。

【0011】

また、特許文献２では、バッテリーの蓄電量が所定以上である場合はヒータによりＤＰＦを加熱する方法が用いられている。しかし、この方法ではバッテリーを消費してＤＰＦを除去するため、状況によっては、エネルギー効率が低下してしまうことがある。また、特許文献２では、作業機の負荷に応じて充電を制御する技術は開示されていない。

【0012】

また、特許文献３はハイブリッド式ではない通常のディーゼルエンジンについての発明である。

【0013】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、作業機の負荷に応じてバッテリーの充電を柔軟に制御するパラレルタイプのハイブリッド式駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【0014】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0015】

本発明の観点によれば、以下の構成のハイブリッド式駆動装置が提供される。即ち、このハイブリッド式駆動装置は、エンジンと、フィルタ部と、ジェネレータと、バッテリーと、モータと、伝達部と、低回転制御部と、を備える。前記フィルタ部は、前記エンジンの排気経路に配置され、排気ガスを浄化する。前記ジェネレータは、前記エンジンの駆動力により発電を行う。前記バッテリーは、前記ジェネレータが発電を行うことで充電される。前記モータは、前記ジェネレータが発電した電力又は前記バッテリーに充電された電力で駆動する。前記伝達部は、前記エンジンの駆動力及び前記モータの駆動力を、少なくとも作業機の駆動のために伝達する。低回転制御部は、前記作業機の負荷が所定以下である場合に、前記エンジンの回転数を低下させる低回転制御を指示する。前記低回転制御部が前記低回転制御を指示した場合に、前記エンジンから前記ジェネレータへ伝達される駆動力を増加させる充電速度上昇制御を行う。

【0016】

これにより、作業機の負荷が小さい場合であっても、充電速度を早くすることでエンジンに負荷を掛けることができる。従って、フィルタ部のＰＭの堆積を防止することができる。また、ジェネレータとモータとが別構成なので、バッテリーの充電中においてもモータを駆動できる。従って、バッテリーの充電中に作業機の負荷が少し大きくなった場合であっても、エンジンの駆動力の一部を伝達部に伝達させることで、充電を継続できる。また、低回転制御部の指示に基づいて作業機の負荷が所定以下であることを検出できるので、特別なセンサを追加することなく本発明の効果が実現できる。

【0019】

前記のハイブリッド式駆動装置においては、前記低回転制御部が前記低回転制御を指示した場合であって、更に、前記作業機の負荷が所定以下であって、前記バッテリーの蓄電量が閾値以下であることを検出した場合に、前記充電速度上昇制御を行うことが好ましい。

【0020】

これにより、バッテリーの蓄電量が少ない場合にのみ充電速度を上昇させることになるので、エネルギー効率の低下を防止できる。

【0021】

前記のハイブリッド式駆動装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記フィルタ部のＰＭ量又はその推測量を取得するＰＭ量取得部を備える。前記低回転制御部が前記低回転制御を指示した場合であって、更に、前記ＰＭ量取得部が取得したＰＭ量が所定以上である場合に、前記充電速度上昇制御を行う。

【0022】

これにより、ＰＭ量が多い場合にのみ充電速度上昇制御を行ってエンジンの負荷を上昇させるので、騒音が発生する回数を低減することができる。

【0023】

前記のハイブリッド式駆動装置においては、前記作業機の負荷の大きさに応じて、前記エンジンから前記ジェネレータへ伝達される駆動力の増加量が決定されることが好ましい。

【0024】

これにより、作業機の負荷が小さくなるにつれて充電速度を上昇させることができる。従って、エンジンの駆動力を一層有効に活用して充電を行うことができる。

【0025】

前記のハイブリッド式駆動装置においては、前記伝達部は、前記エンジンの駆動力及び前記モータの駆動力を、前記作業機の駆動に加え、作業車両の移動のために伝達することが好ましい。

【0026】

これにより、ハイブリッド式駆動装置により作業車両の移動を行う構成において本発明の効果を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】トラクタの側面図。

【図2】ハイブリッド式駆動装置の信号、電力、駆動力等を伝達する構成を示すブロック図。

【図3】ＤＰＦ及びエンジンを概略的に示す図。

【図4】作業機の負荷が所定以下であるときのエンジンの駆動力とジェネレータの発電量の関係を示すブロック図。

【図5】エンジンの駆動力をジェネレータに多めに割り付けるか否かを決定する処理を示すフローチャート。

【図6】ハイブリッド式駆動装置の出力により車体を移動させる変形例を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、トラクタ（作業車両）の側面図である。

【0029】

図１に示す作業車両としてのトラクタ１は、前部又は後部に各種作業機（ローダ、ロータリ等）を装着して、様々な種類の作業を行うことが可能に構成されている。トラクタ１は、車体１１と、フロントフレーム１２と、シャーシフレーム１３と、前輪１４と、後輪１５と、キャビン１７と、を主要な構成として備えている。

【0030】

車体１１の前部にはボンネット１６が設けられており、このボンネット１６の内部には、エンジン及びモータ等から構成されるハイブリッド式駆動装置（詳細は後述）が配置されている。

【0031】

また、トラクタ１の下部には、左右一対で設けられたフロントフレーム１２と、同じく左右一対で設けられ、前記フロントフレーム１２の後端部から後方に延びるように配置されたシャーシフレーム１３と、が配置されている。これらのフレームによって、エンジン等が支持されている。

【0032】

ハイブリッド式駆動装置の出力は、まず変速装置で変速された後に、前輪１４の車軸のデファレンシャルギアと、後輪１５の車軸のデファレンシャルギアと、に伝達される。それぞれのデファレンシャルギアに伝達された駆動力は、図略の伝達機構を介して、それぞれ前輪１４及び後輪１５に伝達される。以上の構成で、前輪１４及び後輪１５を駆動することにより、車体１１を所望の速度で走行させることができる。

【0033】

また、ハイブリッド式駆動装置の出力は、油圧ポンプ等に伝達される。これにより、上述の作業機を駆動することができる。

【0034】

また、ボンネット１６の後方には、オペレータが搭乗してトラクタ１の各種操作を行うためのキャビン１７が配置されている。例えばキャビン１７には、作業機を操作するための作業機操作レバーが配置されている。

【0035】

次に、図２及び図３を参照して、ハイブリッド式駆動装置２０を構成する機器について説明する。図２は、ハイブリッド式駆動装置２０の信号、電力、駆動力等を伝達する構成を示すブロック図である。図３は、ＤＰＦ２２及びエンジン２１を概略的に示す図である。

【0036】

図２に示すように、ハイブリッド式駆動装置２０は、エンジン２１と、ＤＰＦ（フィルタ部）２２と、ジェネレータ２３と、バッテリー２４と、インバータ２５と、モータ２６と、伝達部２７と、を備えている。

【0037】

エンジン２１は、図３に示すように、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２１ａと、吸気マニホールド４１と、シリンダヘッド４２と、コモンレール４３と、インジェクタ４４と、出力軸４５と、排気マニホールド４６と、を備えている。

【0038】

ＥＣＵ２１ａは、様々なセンサから情報を取得し、これらの情報に基づいてエンジン２１に関する制御を行う。

【0039】

吸気マニホールド４１は、外部から吸引した空気をエンジン２１の内部へ導入するための管である。吸気マニホールド４１が導入した空気は、シリンダヘッド４２のシリンダ内へ送られる。

【0040】

また、シリンダヘッド４２の近傍には、燃料噴射機構としての、コモンレール４３と、インジェクタ４４と、が配置されている。コモンレール４３には、燃料タンクから高圧ポンプ等によって高圧の燃料が供給される。また、コモンレール４３は、燃料供給管を介してインジェクタ４４へ燃料を供給する。インジェクタ４４は、シリンダ毎に配置されており、ＥＣＵ２１ａの指示したタイミング及び噴射量でシリンダ内に燃料を噴射する。

【0041】

これにより、燃料を燃焼させてピストンを上下させることで、駆動力を発生させることができる。この駆動力は、出力軸４５等を介して、ジェネレータ２３及び伝達部２７に伝達される。なお、ＥＣＵ２１ａは、エンジン２１の駆動力の何割をジェネレータ２３へ伝達するか（分配比率）を制御することができる。

【0042】

また、シリンダヘッド４２には、排気マニホールド４６が接続される。排気マニホールド４６は、シリンダで発生した排気ガスを外部へ送出する。排気マニホールド４６が送出した排気ガスは、排気ガスを浄化するＤＰＦ２２へ送出される。

【0043】

ＤＰＦ２２は、挿入口５１と、排出口５２と、フィルタケース５３，５４と、ディーゼル酸化触媒５５と、ＰＭフィルタ５６と、差圧検出器（ＰＭ量取得部）５７と、を備える。

【0044】

ディーゼル酸化触媒５５は、筒状のフィルタケース５３内に設置されており、パラジウム又は白金等の触媒による酸化作用で排気ガス中のＰＭを減少させる。ＰＭフィルタ５６は、ハニカム構造のフィルタ体によって排気ガス中のＰＭを捕集する。

【0045】

差圧検出器５７は、差圧センサ５７ａ，５７ｂを含んでいる。差圧センサ５７ａは、ディーゼル酸化触媒５５及びＰＭフィルタ５６の通過前における圧力を検出する。差圧センサ５７ｂは、ディーゼル酸化触媒５５及びＰＭフィルタ５６の通過後における圧力を検出する。差圧検出器５７は、差圧センサ５７ａ，５７ｂの圧力差に基づいて、ＤＰＦ２２に堆積するＰＭ量を推測することができる。

【0046】

なお、ＤＰＦ２２に堆積するＰＭ量は、差圧検出器５７以外によって推測することもできる。例えば、エンジン２１の動作履歴に基づいて演算を行うことで、ＤＰＦ２２に堆積するＰＭ量を推定できる。

【0047】

ジェネレータ２３は、上述のようにエンジン２１の出力軸４５に接続されており、エンジン２１の駆動力によって発電を行う。ジェネレータ２３は、発生させた電力でバッテリー２４を充電したり、モータ２６を駆動したりすることができる。

【0048】

インバータ２５は、バッテリー２４の直流電流を交流電流に変換してモータ２６へ供給する。インバータ２５は、また、インバータ２５は、交流電流の大きさを調整することで、モータ２６の出力を制御することができる。

【0049】

モータ２６は、インバータ２５等から供給される電力により回転し、駆動力を発生させる。モータ２６が発生させた駆動力は伝達部２７へ伝達される。

【0050】

伝達部２７には、エンジン２１が発生させた駆動力と、モータ２６が発生させた駆動力と、が入力される。伝達部２７は、この２つの駆動力を合成し、油圧ポンプ３１を動作させる。伝達部２７は、油圧ポンプ３１を動作させることで、作業機３０へ供給される作動油の流量を変化させ、作業機３０を駆動する。なお、油圧センサ３２は、作業機３０へ供給される作動油の圧力を検出する。

【0051】

ハイブリッド式駆動装置２０は以上のように構成される。また、本実施形態では、図２に破線で示すように、エンジン２１（ＥＣＵ２１ａ）、ジェネレータ２３、インバータ２５は互いに通信可能に構成される。

【0052】

エンジン２１、ジェネレータ２３、及びインバータ２５の通信には、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いることができる。ＣＡＮ通信は、自動車等において機器間の相互通信に用いられる公知の規格であり、耐ノイズ性に優れ信頼性が高い等の特徴がある。

【0053】

次に、作業機３０の負荷が所定以下のときに行われる制御について説明する。

【0054】

初めに、本制御の概要について図４を参照して説明する。図４は、作業機３０の負荷が所定以下であるときのエンジン２１の駆動力とジェネレータ２３の発電量の関係を示すブロック図である。

【0055】

本制御は、作業機３０の負荷が所定以下の場合に、エンジン２１の駆動力を多めにジェネレータ２３に割り付けて充電速度を上昇させる（充電電流を増加させる、充電速度上昇制御）。これにより、作業機３０の負荷が小さい場合であっても、エンジン２１を所定の負荷（ＰＭを除去できる程度の負荷）で駆動することができるので、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを除去できる（ＰＭが堆積することを予防できる）。

【0056】

なお、本実施形態では、作業機３０の負荷のみに応じて充電速度上昇制御を行うのではなく、その他の条件を満たしたときに、充電速度上昇制御を行う。以下、図５を参照して詳細に説明する。図５（ａ）は、エンジン２１の駆動力をジェネレータ２３に多めに割り付けるか否かを決定する処理を示すフローチャートである。図５（ｂ）は、バッテリー２４の蓄電量について説明する図である。

【0057】

図３に示す差圧検出器５７は、上述したように、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭ量を推定することができる。差圧検出器５７は、推定したＰＭ量をエンジン２１のＥＣＵ２１ａへ出力する。そして、ＥＣＵ２１ａは、差圧検出器５７から入力されたＰＭ量に基づいて、ＤＰＦ２２内のＰＭを除去する必要があるか（即ちＰＭ量が所定以上か）を判断する（Ｓ１０１）。

【0058】

ＤＰＦ２２内のＰＭを除去する必要がない場合、充電速度上昇制御を行う必要がないので、ＥＣＵ２１ａは、例えば所定時間後に再びＳ１０１の処理を行う。

【0059】

ＥＣＵ２１ａはＤＰＦ２２内のＰＭを除去する必要があると判断した場合、作業機３０の負荷が所定の閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。ＥＣＵ２１ａは、例えば油圧センサ３２から取得した作動油の圧力（即ち作業機３０の負荷）に基づいて、この判断を行う。なお、この閾値は、エンジン２１の駆動力をジェネレータ２３に多めに割り付けても適切に作業機３０を駆動できるか否かに基づいて決定される。

【0060】

なお、作業機３０の負荷を取得する方法は任意であり、適宜変更することができる。例えば、ＥＣＵ２１ａが低回転制御を行う低回転制御部としての機能を有する場合について考える。低回転制御とは、作業機３０の負荷が掛かっていないときにエンジン２１を低回転にして低燃費及び低騒音を実現する制御である。

【0061】

より具体的には、低回転制御部としてのＥＣＵ２１ａは、例えば作業機３０を操作するレバーの操作状況や、ユーザによって低回転制御が許可されているか否か等に基づいて、低回転制御を行うか否かを決定する。そのため、ＥＣＵ２１ａが低回転制御を行うと決定した場合、作業機３０の付加は小さいと考えられる。従って、ＥＣＵ２１ａが行う低回転制御の指示に応じて、作業機３０の負荷が所定より小さいことを取得できる。このように、低回転制御の指示の有無に基づいて作業機３０の負荷を取得することもできる。

【0062】

ここで、ジェネレータ２３は、バッテリー２４の蓄電量を検出可能である。ジェネレータ２３は、バッテリー２４の蓄電量を検出し（Ｓ２０１）、ＥＣＵ２１ａへ出力する。

【0063】

ＥＣＵ２１ａは、バッテリー２４の蓄電量をジェネレータ２３から取得し、バッテリー２４の蓄電量が満充電か否かを判断する（Ｓ１０３）。ここで、満充電とは、図５（ｂ）に示すように、所定の閾値よりも蓄電量が多い場合である。

【0064】

バッテリー２４の蓄電量が満充電である場合、充電速度を早める必要はないので、この場合、ＥＣＵ２１ａは、例えば所定時間後に再びＳ１０１の処理を行う。

【0065】

ＥＣＵ２１ａは、バッテリー２４の蓄電量が満充電でない場合、エンジン２１の負荷が所定の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ１０４）。この閾値として、例えばＤＰＦ２２内のＰＭを除去できる程度の負荷を設定することができる。

【0066】

ＥＣＵ２１ａは、エンジン２１の負荷が所定の閾値より小さい場合、エンジン２１の負荷を閾値程度まで（ＤＰＦ２２内のＰＭを除去できる程度まで）上昇させる（Ｓ１０５）。その後、ＥＣＵ２１ａは、エンジン２１の駆動力をジェネレータ２３に多めに割り付ける（Ｓ１０６）。なお、Ｓ１０４の判断において、エンジン２１の負荷が所定の閾値以上であった場合、Ｓ１０５を経由することなく、エンジン２１の駆動力をジェネレータ２３に多めに割り付ける（Ｓ１０６）。

【0067】

これにより、必要な場合にのみ充電速度上昇制御を行うことができる。なお、図５（ａ）で示したフローチャートは一例である。例えば図５（ａ）では、ＰＭ量、作業機３０の負荷、バッテリー２４の蓄電量の全ての条件を満たしたときに充電速度上昇制御を行う構成であるが、充電速度上昇制御は、作業機３０の負荷のみを条件として行っても良いし、ＰＭ量と作業機３０の負荷を条件として行っても良いし、作業機３０の負荷とバッテリー２４の蓄電量を条件として行っても良い。

【0068】

また、Ｓ１０６において、どの程度の駆動力をジェネレータ２３に割り付けるかは各種値に基づいて制御することができる。例えば、作業機３０の負荷が小さいほど、駆動力をジェネレータ２３に多めに割り付けることができる。また、バッテリー２４の蓄電量が少ないほど、駆動力をジェネレータ２３に多めに割り付けることができる。

【0069】

これにより、状況に応じて充電量を柔軟に調整することができる。

【0070】

次に、図６を参照して、ハイブリッド式駆動装置２０によりトラクタ１を移動させる構成を説明する。図６には、上述のハイブリッド式駆動装置２０に加え、変速装置６１と、デファレンシャルギア６２，６４と、車軸６３，６５と、を備えている。

【0071】

ハイブリッド式駆動装置２０のエンジン２１及びモータ２６が発生させた駆動力は、伝達部２７を介して変速装置６１に伝達される。変速装置６１は、オペレータにより指定されたギア比でこの駆動力を前輪側のデファレンシャルギア６２と、後輪側のデファレンシャルギア６４と、に伝達する。また、各デファレンシャルギア６２，６４は、この駆動力をそれぞれ車軸６３，６５に伝達する。これにより、ハイブリッド式駆動装置２０によりトラクタ１を移動させることができる。

【0072】

以上に説明したように、本実施形態のハイブリッド式駆動装置２０は、エンジン２１と、ＤＰＦ２２と、ジェネレータ２３と、バッテリー２４と、モータ２６と、伝達部２７と、を備える。ＤＰＦ２２は、エンジン２１の排気経路に配置され、排気ガスを浄化する。ジェネレータ２３は、エンジン２１の駆動力により発電を行う。バッテリー２４は、ジェネレータ２３が発電を行うことで充電される。モータ２６は、ジェネレータ２３が発電した電力又はバッテリー２４に充電された電力で駆動する。伝達部２７は、エンジン２１の駆動力及びモータ２６の駆動力を、少なくとも作業機３０の駆動のために伝達する。作業機３０の負荷が所定以下である場合に、エンジン２１からジェネレータ２３へ伝達される駆動力を増加させる充電速度上昇制御を行う。

【0073】

これにより、作業機３０の負荷が小さい場合であっても、充電速度を早くすることでエンジン２１に負荷を掛けることができる。従って、ＤＰＦ２２のＰＭの堆積を防止することができる。また、ジェネレータ２３とモータ２６とが別構成なので、バッテリー２４の充電中においてもモータ２６を駆動できる。従って、バッテリー２４の充電中に作業機３０の負荷が少し大きくなった場合であっても、エンジン２１の駆動力の一部を伝達部２７に伝達させることで、充電を継続できる。

【0074】

また、本実施形態のハイブリッド式駆動装置２０は、作業機３０の負荷が所定以下である場合に、エンジン２１の回転数を低下させる低回転制御を指示するＥＣＵ２１ａを備える。ハイブリッド式駆動装置２０は、ＥＣＵ２１ａが低回転制御を指示した場合に、充電速度上昇制御を行う。

【0075】

これにより、ＥＣＵ２１ａの指示に基づいて作業機３０の負荷が所定以下であることを検出できるので、特別なセンサを追加することなく本発明の効果が実現できる。

【0076】

また、本実施形態のハイブリッド式駆動装置２０は、作業機３０の負荷が所定以下であって、バッテリー２４の蓄電量が閾値以下であることを検出した場合に、充電速度上昇制御を行う。

【0077】

これにより、バッテリー２４の蓄電量が少ない場合にのみ充電速度を上昇させることになるので、エネルギー効率の低下を防止できる。

【0078】

また、本実施形態のハイブリッド式駆動装置２０は、ＤＰＦ２２のＰＭ量又はその推測量を取得する差圧検出器５７を備える。差圧検出器５７が取得したＰＭ量が所定以上である場合に、充電速度上昇制御を行う。

【0079】

これにより、ＰＭ量が多い場合にのみ充電速度上昇制御を行ってエンジン２１の負荷を上昇させるので、騒音が発生する回数を低減することができる。

【0080】

また、本実施形態のハイブリッド式駆動装置２０は、作業機３０の負荷の大きさに応じて、エンジン２１からジェネレータ２３へ伝達される駆動力の増加量が決定される。

【0081】

これにより、作業機３０の負荷が小さくなるにつれて充電速度を上昇させることができる。従って、エンジン２１の駆動力を一層有効に活用して充電を行うことができる。

【0082】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0083】

上記の図２では、エンジン２１、ジェネレータ２３、及びインバータ２５をそれぞれ直接的に接続しているが、ハイブリッド式駆動装置２０の全体的な制御を行う制御部を別に備え、この制御部を介してそれぞれが接続されていても良い。また、ジェネレータ２３及びインバータ２５等の電気駆動側を制御する制御部を別に備え、この制御部がＥＣＵ２１ａと通信を行う構成であっても良い。

【0084】

作業機３０の負荷は、油圧センサではなく、キャビン１７に配置された作業機操作レバーの操作に基づいて求められる構成であっても良い。

【0085】

トラクタのネットワークはＣＡＮによって構成するとしたが、これに限らず、トラクタの通信制御ユニットと各作業機とが通信可能に構成されていれば他の形態のネットワークであっても良い。

【0086】

本発明のハイブリッド式駆動装置は、トラクタ以外の作業車両の駆動源に対しても適用可能である。作業車両としては、コンバイン及び田植機等の農業機械やパワーショベル等の建設機械等を例として挙げることができる。

【符号の説明】

【0087】

１ トラクタ
２０ ハイブリッド式駆動装置
２１ エンジン
２１ａ ＥＣＵ（低回転制御部）
２２ ＤＰＦ（フィルタ部）
２３ ジェネレータ
２４ バッテリー
２５ インバータ
２６ モータ
３０ 作業機
３１ 油圧ポンプ
３２ 油圧センサ
５７ 差圧検出器（ＰＭ量取得部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】