本發(fā)明涉及具備內(nèi)燃機和由該內(nèi)燃機充電的電池的混合作業(yè)車，尤其涉及具備兼用內(nèi)燃機和電動發(fā)電機(motor generator)的動力源并由電動發(fā)電機輔助內(nèi)燃機的混合作業(yè)車。

背景技術(shù)：

在電動發(fā)電機輔助內(nèi)燃機的混合作業(yè)車中，利用來自內(nèi)燃機的動力使車輛行駛，并且根據(jù)行駛條件(車速、加速踏板的操作量(加速開度)、內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、行駛路面狀況、變速級位置、電池剩余量等)而使電動發(fā)電機作為電動機工作，利用從該電動發(fā)電機輸出的動力而輔助車輛行駛。另外，能夠使該電動發(fā)電機作為發(fā)電機工作，也能夠供電至電池而充電。該電動發(fā)電機構(gòu)成為，在作為電動機工作時，控制電動發(fā)電機的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，根據(jù)針對由駕駛者要求的車輛驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(目標(biāo)車輛轉(zhuǎn)矩，例如基于駕駛者的加速踏板操作等而求出)的內(nèi)燃機和電動發(fā)電機和負擔(dān)比例(該負擔(dān)比例基于行駛條件等而確定)，能夠使電動發(fā)電機應(yīng)當(dāng)負擔(dān)的轉(zhuǎn)矩(輔助轉(zhuǎn)矩)產(chǎn)生。

例如，在基于專利文獻1(日本特開2002-252904號公報)的混合動力裝置中，預(yù)先準(zhǔn)備針對內(nèi)燃機的電動發(fā)電機的輔助圖案(發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系)不同的2個控制圖，根據(jù)電池充電容量的狀態(tài)(SOC)、車速、變速機的狀態(tài)、內(nèi)燃機的溫度等的狀態(tài)信息而切換控制圖，進行輔助控制。由此，使用小馬力的內(nèi)燃機同時維持良好的運轉(zhuǎn)性。

另外，在基于專利文獻2(日本特開平4-325736號公報)的具備在車輛的出發(fā)、加速時轉(zhuǎn)矩輔助內(nèi)燃機的電動機的混合動力裝置中，檢測電池的充電狀態(tài)，基于檢測的充電狀態(tài)而計算能夠從電動機供給至內(nèi)燃機的輔助轉(zhuǎn)矩量(輔助量)，使從該輔助轉(zhuǎn)矩量給與至內(nèi)燃機的燃料量和電動機的負擔(dān)比例變化。由此，如果充電率變小，則停止朝向電動機的供電而防止電池的耗盡。

作為采用變速機的液壓操作機構(gòu)作為液壓式車輛操作裝置的車輛，由行駛驅(qū)動用電動機驅(qū)動設(shè)于變速機的變速用液壓泵，另外，由控制器控制從該變速用液壓泵供給的變速液壓而實現(xiàn)期望的變速比。在由電動機驅(qū)動如此的變速用液壓泵的變速機中，為了避免因變速液壓的上升延遲而不能順利地變速，通過預(yù)先使電動機始終旋轉(zhuǎn)，從而相對于變速機而始終供給變速液壓。但是，如果預(yù)先使電動機始終旋轉(zhuǎn)，則電池?zé)o用地消耗而不經(jīng)濟。為了解決該問題，在基于專利文獻3(日本特開平07-174218號公報)的變速機的液壓控制裝置中，在變速桿設(shè)定于停車區(qū)域或中立區(qū)域，并且手制動器被拉拽，并且加速踏板停止在未踩踏狀態(tài)時，使驅(qū)動變速用液壓泵的電動機停止，另外，在變速桿設(shè)定于停車區(qū)域或中立區(qū)域的狀態(tài)下，在至少手制動器返回或踩踏加速踏板時，使上述電動機啟動。即，根據(jù)車輛操作狀態(tài)而決定電動液壓泵的ON、OFF控制的時機，從而抑制驅(qū)動電動液壓泵即泵的電動機無用地旋轉(zhuǎn)，抑制電池的消耗。在該液壓式車輛操作裝置中，在需要液壓的時機控制電動液壓泵的ON、OFF，從而抑制電池消耗，但未考慮過通過調(diào)整液壓泵的轉(zhuǎn)速而使其液壓量最佳這樣的控制。

另外，作為液壓式車輛操作裝置，搭載有使用電動液壓泵的車輛用電動液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置的車輛記載于專利文獻4(日本特開平06-107215號公報)。在該車輛用電動液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置中，如果操作方向盤，則通過轉(zhuǎn)向機構(gòu)，根據(jù)該操作，操舵輪被操舵。此時，電動液壓泵將電動機作為驅(qū)動源而工作，驅(qū)動工作油，該工作油通過液壓回路，供給至活塞機構(gòu)，利用該活塞機構(gòu)，援助了該轉(zhuǎn)向機構(gòu)中的操舵。利用泵控制單元，基于來自操舵角檢測單元的檢測信號，控制該電動液壓泵的工作，尤其是，如果通過直線前進判定單元，判定由該操舵角檢測單元檢測的操舵角為既定量以下且操舵狀態(tài)的變化頻度為既定以上的情況下該車輛處于直線前進行駛模式，則通過設(shè)于泵控制單元的泵停止單元來停止電動液壓泵的工作。以直線前進行駛、操作角一定的情況通過停止電動液壓泵而抑制電池的消耗，但尤其是在以大的轉(zhuǎn)向角操作的拖拉機等的作業(yè)車中，在各個轉(zhuǎn)向過程中，應(yīng)當(dāng)供給至液壓回路的所需液壓量不同，因而即使單純地僅以直線前進行駛和回旋行駛作為條件而進行電動液壓泵的ON、OFF控制也不充分。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本特開2002-252904號公報(段落號[0001-0026])，圖1、圖2；

專利文獻2：日本特開平4-325736號公報(段落號[0006-0021])，圖1、圖2；

專利文獻3：日本特開平07-174218號公報；

專利文獻4：日本特開平06-107215號公報。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在具備經(jīng)由動力傳遞軸而將驅(qū)動力供給至行駛裝置和作業(yè)裝置的內(nèi)燃機和通過將動力輸出至所述動力傳遞軸而輔助所述內(nèi)燃機的電動發(fā)電機的混合作業(yè)車中，由于作業(yè)裝置所受到的大的作業(yè)負荷波及動力傳遞軸，因而不能沿用像在專利文獻1中操縱那樣的、未搭載作業(yè)裝置的混合作業(yè)車的輔助技術(shù)。尤其是，在像進行耕耘作業(yè)的拖拉機那樣的作業(yè)車中，必須進行將發(fā)動機轉(zhuǎn)速維持為一定的恒速控制，難以在那樣的恒速控制下的電動機輔助中沿用混合作業(yè)車中的電動機輔助技術(shù)。

專利文獻1和專利文獻2所操縱的混合車輛是乘用車，僅通過由駕駛者操作的加速踏板的踏入量，就能夠判定對內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩輔助的必要性，因而在專利文獻1和專利文獻2中，轉(zhuǎn)矩輔助過程那樣地進行控制。與此相對的是，在具備經(jīng)由動力傳遞軸而將驅(qū)動力供給至行駛裝置和作業(yè)裝置的內(nèi)燃機和通過將動力輸出至所述動力傳遞軸而輔助所述內(nèi)燃機的電動發(fā)電機的拖拉機等混合作業(yè)車中，由于作業(yè)裝置所受到的大的作業(yè)負荷波及動力傳遞軸，因而不能保持原樣地沿用專利文獻1和專利文獻2所公開的輔助技術(shù)。

本發(fā)明的目的是，提供一種混合作業(yè)車，該混合作業(yè)車避免電池的耗盡，同時，能夠利用輸出小的內(nèi)燃機來進行使用適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)裝置的作業(yè)行駛。

尤其是，在使內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速一定的恒速控制中，重要的是，利用電動發(fā)電機來有效地輔助。另外，在將電動泵裝入液壓式車輛操作裝置的情況下，進行關(guān)于電池消耗而更有效的電動泵控制也很重要。

用于解決問題的方案

基于本發(fā)明的混合作業(yè)車，具備：內(nèi)燃機，經(jīng)由動力傳遞軸而將驅(qū)動力供給至行駛裝置和作業(yè)裝置；電動發(fā)電機，通過將動力輸出至所述動力傳遞軸而輔助所述內(nèi)燃機；電池，通過所述電動發(fā)電機而接受充電電力，并且，將驅(qū)動電力給與至所述電動發(fā)電機；負荷信息生成部，基于輸入?yún)?shù)而生成表示在欲將所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速維持為一定的恒速控制模式時所述內(nèi)燃機受到的旋轉(zhuǎn)負荷的負荷信息；以及輔助計算部，在所述恒速控制模式時，基于所述負荷信息而計算所述電動發(fā)電機對所述內(nèi)燃機的輔助量。

通過該構(gòu)成，在該作業(yè)車中，當(dāng)在作業(yè)行駛時頻繁地執(zhí)行的、欲將內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)保持為一定的恒速控制模式下的運轉(zhuǎn)時，在根據(jù)表示內(nèi)燃機所受到的旋轉(zhuǎn)負荷的負荷信息而進行內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的突發(fā)的下降或上升的檢測或推斷的情況下，為了抑制那樣的轉(zhuǎn)速的變動，在內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)控制的同時或在內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)控制之前，能夠以為了調(diào)整由電動發(fā)電機輸出至動力傳遞軸的動力而計算的輔助量來控制電動發(fā)電機。

此外，在鏟斗扎入大的土塊的情況下，在耕耘裝置的耕耘深度變大的情況下，在車輪等行駛裝置越過障礙物的情況下等，可能頻繁地引起內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的突發(fā)的下降。內(nèi)燃機為了避免基于那樣的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的突發(fā)的下降的發(fā)動機停止(發(fā)動機停轉(zhuǎn))，在現(xiàn)有的作業(yè)車中，不可避免能夠輸出大大地超過通常的作業(yè)時所要求的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩那樣的比較高的轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)或具有更大的馬力的內(nèi)燃機的使用，在耗油量方面虧損。這樣的虧損還通過基于本發(fā)明的電動發(fā)電機對內(nèi)燃機的輔助控制而降低。

在內(nèi)燃機以共軌方式驅(qū)動的情況下的本發(fā)明的具體的優(yōu)選的實施方式的1個中，所述負荷信息生成部以共軌控制信息作為所述輸入?yún)?shù)而生成所述負荷信息。即，執(zhí)行共軌控制的控制部具有這樣的功能：根據(jù)燃料噴射時期、燃料噴射量、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等內(nèi)燃機數(shù)據(jù)和車速等車輛數(shù)據(jù)，推斷負荷轉(zhuǎn)矩，計算為了進行既定的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的維持和既定轉(zhuǎn)矩的維持而需要的燃料噴射時期和燃料噴射量并將其執(zhí)行。因此，利用關(guān)于這些共軌控制的共軌控制信息，進行內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的突發(fā)的下降或上升的檢測或推斷，計算電動發(fā)電機對內(nèi)燃機的輔助量，這存在優(yōu)點。

作為本發(fā)明的其他實施方式的一個，也可以構(gòu)成負荷信息生成部，從而以所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速動作狀況作為所述輸入?yún)?shù)而生成所述負荷信息。具體而言，如果根據(jù)能夠比較容易地取得的、測定內(nèi)燃機的輸出軸和動力傳遞軸的轉(zhuǎn)速而得到的測定數(shù)據(jù)，運算平均既定時間的轉(zhuǎn)速的變化和旋轉(zhuǎn)速度的變化，根據(jù)該運算結(jié)果而使用圖等來計算或推斷負荷的增減，生成負荷信息，利用于輔助量的計算，則負荷信息的生成變得簡單。

根據(jù)裝備于作業(yè)車而使用的作業(yè)裝置，其作業(yè)負荷產(chǎn)生的狀況不同。例如，存在瞬間地產(chǎn)生大的負荷變動的作業(yè)裝置和花費比較多的時間而負荷變動的作業(yè)裝置。由此，如果在生成負荷信息時，考慮到作業(yè)裝置固有的作業(yè)負荷特性，則能夠計算更適當(dāng)?shù)妮o助量。為了該目的，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，具備設(shè)定所述作業(yè)裝置的作業(yè)負荷特性的作業(yè)負荷特性設(shè)定部，所述作業(yè)負荷特性作為輔助參數(shù)而給與至所述負荷信息生成部。

在作業(yè)車中，采取這樣的對策：將具有大的重量的飛輪連結(jié)至內(nèi)燃機的輸出軸，利用其慣性力來避免作業(yè)行駛中的突發(fā)的負荷增大引起的行駛的不穩(wěn)定和發(fā)動機停止。越是增大飛輪的重量，就得到越大的慣性力，即使進行負荷變動大的作業(yè)，其行駛也穩(wěn)定，但始終旋轉(zhuǎn)的飛輪的重量越大，就越對耗油量給與不良影響。在計算電動發(fā)電機的輔助量時，考慮通過針對作為由現(xiàn)有的飛輪實現(xiàn)的慣性力特性的飛輪特性而通過電動發(fā)電機引起的輔助而補償至少一部分，由此，能夠降低飛輪重量或省略飛輪。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，所述輔助計算部構(gòu)成為，計算所述輔助量，從而補償適合于所述內(nèi)燃機的飛輪特性。

基于本發(fā)明的混合作業(yè)車，具備：內(nèi)燃機，經(jīng)由動力傳遞軸而將驅(qū)動力供給至行駛裝置和作業(yè)裝置；電動發(fā)電機，通過將動力輸出至所述動力傳遞軸而輔助所述內(nèi)燃機；電池，通過所述電動發(fā)電機而接受充電電力，并且，將驅(qū)動電力給與至所述電動發(fā)電機；負荷量計算部，基于輸入?yún)?shù)而計算表示所述內(nèi)燃機受到的旋轉(zhuǎn)負荷的負荷量；充電量計算部，計算所述電池的充電量；運轉(zhuǎn)模式選擇部，基于所述負荷量和所述充電量，選擇將動力輸出至所述動力傳遞軸的輔助驅(qū)動模式或?qū)⒊潆婋娏敵鲋了鲭姵氐某潆婒?qū)動模式的任一個驅(qū)動模式；以及電動機控制單元，在由所述運轉(zhuǎn)模式選擇部選擇的驅(qū)動模式下，驅(qū)動控制所述電動發(fā)電機。

通過該構(gòu)成，與在耕耘作業(yè)那樣的作業(yè)行駛中內(nèi)燃機受到的旋轉(zhuǎn)負荷相對應(yīng)的負荷量由負荷量計算部計算，基于該負荷量和由充電量計算部計算的充電量，在不存在電池耗盡的危險性范圍內(nèi)，決定輔助驅(qū)動模式，驅(qū)動控制電動發(fā)電機，輔助內(nèi)燃機。另外，在內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)負荷少而沒有必要輔助的情況下，在充電驅(qū)動模式下驅(qū)動控制電動發(fā)電機，電池的充電量增加。因此，避免電池耗盡這一事態(tài)并同時還適當(dāng)?shù)剡M行電動發(fā)電機對內(nèi)燃機的輔助，因而能夠采用額定輸出小的耗油量良好的內(nèi)燃機，在作業(yè)行駛時頻繁地執(zhí)行。在欲將內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)保持為一定的恒速行駛作業(yè)中，能夠?qū)?nèi)燃機轉(zhuǎn)速設(shè)定為耗油量良好的低轉(zhuǎn)速。

如果考慮到電池耗盡的不良，則在內(nèi)燃機的負荷量越是與內(nèi)燃機的停止(發(fā)動機停轉(zhuǎn))有聯(lián)系就越是不大的情況下，與對內(nèi)燃機的輔助相比而更著重于對電池的充電的方法良好。然而，在內(nèi)燃機的負荷量越是與內(nèi)燃機的停止(發(fā)動機停轉(zhuǎn))有聯(lián)系就越大的情況下，與對電池的充電相比而更著重于對內(nèi)燃機的輔助，這也很重要。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，構(gòu)成為，在所述負荷量為既定量以上的情況下，在所述負荷量越高、所述充電量就越低的狀態(tài)下，也選擇輔助驅(qū)動模式。

另外，由于在輔助驅(qū)動模式的選擇中，在將基于所述動力傳遞軸的動力傳遞截斷的情況下，當(dāng)然，內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)負荷降低，因而適合構(gòu)成為強制地從輔助驅(qū)動模式切換為充電驅(qū)動模式。作為確認基于所述動力傳遞軸的動力傳遞的截斷的車輛動作狀況的示例，列舉動力傳遞軸的主離合器的截斷、行駛變速機構(gòu)的變速離合器和作業(yè)裝置用PTO離合器的中立、制動操作引起的作業(yè)車的停止等。

而且，在傳遞動力傳遞軸的動力的離合器是半離合狀態(tài)的情況下，如果即使在旋轉(zhuǎn)負荷大的狀態(tài)下也進行轉(zhuǎn)矩輔助直到使用電動發(fā)電機，則在離合器產(chǎn)生大的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生離合器燒壞的可能性。為了避免該問題，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，構(gòu)成為，在輔助驅(qū)動模式的選擇中，在傳遞所述動力傳遞軸的動力的離合器是半離合狀態(tài)的情況下，強制地中斷輔助驅(qū)動模式。

也可以基于負荷量和充電量而決定電動發(fā)電機是否輔助內(nèi)燃機、使該輔助量一定，但也可以基于負荷量和充電量而調(diào)整輔助量。即，以輔助量作為負荷量和充電量的函數(shù)，例如映射化，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高品質(zhì)的輔助過程控制。為了該目的，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，具備輔助計算部，該輔助計算部在所述輔助驅(qū)動模式時，基于所述負荷量而計算所述電動發(fā)電機對所述內(nèi)燃機的輔助量。

在內(nèi)燃機以共軌方式驅(qū)動的情況下的本發(fā)明的具體的優(yōu)選的實施方式的1個中，所述負荷量計算部以共軌控制信息作為所述輸入?yún)?shù)而生成所述負荷量。即，執(zhí)行共軌控制的控制部具有這樣的功能：根據(jù)燃料噴射時期、燃料噴射量、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速等內(nèi)燃機數(shù)據(jù)和車速等車輛數(shù)據(jù)，推斷負荷轉(zhuǎn)矩，計算為了進行既定的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的維持和既定轉(zhuǎn)矩的維持而需要的燃料噴射時期和燃料噴射量并將其執(zhí)行。因此，利用關(guān)于這些共軌控制的共軌控制信息，進行內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的突發(fā)的下降或上升的檢測或推斷，能夠無附加的構(gòu)成要素而簡單地計算負荷量。

基于本發(fā)明的混合車輛，具備：內(nèi)燃機，經(jīng)由動力傳遞軸而將驅(qū)動力供給至行駛裝置和作業(yè)裝置；電動發(fā)電機，通過將動力輸出至所述動力傳遞軸而輔助所述內(nèi)燃機；液壓式車輛操作裝置，裝入有液壓致動器和將液壓供給至所述液壓致動器的電動液壓泵；電池，通過所述電動發(fā)電機而接受充電電力，并且，將驅(qū)動電力給與至所述電動發(fā)電機，而且，將電力供給至所述電動液壓泵；操作工具，給與針對所述液壓式車輛操作裝置的操作量；操作量檢測部，檢測所述操作量；泵轉(zhuǎn)速計算部，以關(guān)于所述操作量的操作信息作為輸入?yún)?shù)而計算朝向所述液壓致動器的液壓供給所需要的所述電動液壓泵的泵轉(zhuǎn)速；以及液壓泵控制部，將控制信號輸出至所述電動液壓泵，從而以由所述泵轉(zhuǎn)速計算部計算出的泵轉(zhuǎn)速驅(qū)動所述電動液壓泵。

通過該構(gòu)成，根據(jù)用于液壓式車輛操作裝置的操作工具的操作量，計算應(yīng)該滿足由于該操作而需要的液壓的電動液壓泵的泵轉(zhuǎn)速，以該計算出的泵轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)而驅(qū)動控制電動液壓泵。由此，與僅僅電動液壓泵的ON、OFF控制相比，關(guān)于電池消耗，實現(xiàn)更有效的電動泵控制。

如果電池耗盡，則給電池的品質(zhì)保持帶來不良影響，另外，還可能產(chǎn)生車輛不動這樣的不良，因而必須避免電池耗盡。由此，優(yōu)選不是只根據(jù)液壓式車輛操作裝置的操作性而控制電動液壓泵的轉(zhuǎn)速，還考慮到電池的充電量。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，具備計算所述電池的充電量的充電量計算部，所述充電量作為追加的輸入?yún)?shù)而用于所述泵轉(zhuǎn)速計算部中的泵轉(zhuǎn)速的計算。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的1個中，所述操作工具是方向盤，所述液壓式車輛操作裝置是動力轉(zhuǎn)向裝置，關(guān)于所述操作量的操作信息，是轉(zhuǎn)向角度或轉(zhuǎn)向角速度或者其雙方。在作業(yè)車輛等中，由于頻繁地進行利帶有的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向操作，因而重要的是，將適當(dāng)?shù)囊簤毫抗┙o至動力轉(zhuǎn)向裝置的液壓回路。另外，在方向盤的操作中，根據(jù)其轉(zhuǎn)向角的角度值，另外，根據(jù)其操作中的操作速度，即轉(zhuǎn)向角速度，所需要的液壓量也不同。因此，適合基于轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向角速度而計算電動液壓泵的轉(zhuǎn)速。

上述的液壓式車輛操作裝置的電動液壓泵控制，由于最佳地抑制電池消耗量，因而在像混合車輛那樣關(guān)于電池消耗而存在嚴(yán)格的制約的車輛中，尤其存在優(yōu)點。因此，基于本發(fā)明的車輛的優(yōu)選的適用示例，是所述電池與行駛驅(qū)動用電動發(fā)電機兼用那樣的電動驅(qū)動類型的車輛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實施方式中的動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成圖。

圖2是示出由基于圖1的動力系統(tǒng)執(zhí)行的轉(zhuǎn)矩輔助過程中的數(shù)據(jù)流的示意圖。

圖3是作為本發(fā)明的第1實施方式的拖拉機的側(cè)面圖。

圖4是示出拖拉機的動力系統(tǒng)的示意圖。

圖5是裝備于拖拉機的電動發(fā)電機的截面圖。

圖6是基于本發(fā)明的混合作業(yè)車的第2實施方式中的動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成圖。

圖7是示出由基于圖6的動力系統(tǒng)執(zhí)行的轉(zhuǎn)矩輔助過程中的數(shù)據(jù)流的示意圖。

圖8是作為本發(fā)明所涉及的混合作業(yè)車的第2實施方式的通用拖拉機的立體圖。

圖9是示出拖拉機的動力系統(tǒng)的示意圖。

圖10是示出基于充電量和發(fā)動機負荷率(負荷量)的驅(qū)動模式的選擇的示意圖。

圖11是在基于本發(fā)明的混合作業(yè)車的第3實施方式中說明液壓式車輛操作裝置的基本原理的示意圖。

圖12是示出基于圖11的動力轉(zhuǎn)向裝置中的具體的控制構(gòu)造及其控制的流程的示意圖。

圖13是示出轉(zhuǎn)向角與根據(jù)該轉(zhuǎn)向角而推斷的必要泵轉(zhuǎn)速的關(guān)系的圖表圖。

圖14是示出轉(zhuǎn)向角速度與根據(jù)該轉(zhuǎn)向角速度而推斷的必要泵轉(zhuǎn)速的關(guān)系的圖表圖。

圖15是示出第3實施方式的拖拉機的動力系統(tǒng)的示意圖。

圖16是示出拖拉機的動力轉(zhuǎn)向裝置的概要的立體圖。

圖17是示出拖拉機的液壓系統(tǒng)的概略的液壓回路圖。

具體實施方式

(第1實施方式)

以下，在具體地說明本發(fā)明的第1實施方式之前，使用圖1來說明該第1實施方式所采用的動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成。

該混合作業(yè)車具備內(nèi)燃機E和電動發(fā)電機4以作為驅(qū)動源，通過由車輪和履帶構(gòu)成的行駛裝置2而行駛，同時，使用裝配于車體的作業(yè)裝置W來進行行駛作業(yè)。在來自動力源的動力傳遞系統(tǒng)中，包括將來自驅(qū)動源的動力的傳遞通斷的離合器31、將動力傳遞至作業(yè)裝置W的PTO軸W1以及將動力傳遞至行駛裝置2的動力傳遞軸30。在動力傳遞軸30，構(gòu)筑有具備變速機構(gòu)的變速器10。

電動發(fā)電機4產(chǎn)生出旋轉(zhuǎn)動力以作為來自電池B的電力供給源，與內(nèi)燃機E協(xié)作而使混合作業(yè)車行駛，在由內(nèi)燃機E驅(qū)動的狀況下，或在混合作業(yè)車減速的狀況下，或在慣性行駛于下坡路的狀況下，該電動發(fā)電機4能夠作為將電力供給至電池B的發(fā)電機而起作用。

內(nèi)燃機E的旋轉(zhuǎn)控制經(jīng)由電子調(diào)速器機構(gòu)和共軌(common rail)機構(gòu)等發(fā)動機控制設(shè)備60而由發(fā)動機控制單元6進行。電動發(fā)電機4的驅(qū)動控制經(jīng)由變換器(inverter)部70而由電動機控制單元7進行。發(fā)動機控制單元6是用于控制內(nèi)燃機E的燃料噴射量等的計算機單元，具有控制發(fā)動機控制設(shè)備60以將內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速維持為一定的恒速控制功能。電動機控制單元7也同樣地是計算機單元，為了控制電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，將控制信號給與至變換器部70。另外，電動機控制單元7，使電動發(fā)電機4作為發(fā)電機而起作用，還具備經(jīng)由變換器部70而對電池B進行充電的充電控制功能。

變換器部70，如眾所周知的，還實現(xiàn)這樣的作為整流器和電壓調(diào)整裝置的功能：用于將電池B的直流電壓變換成交流電壓并供給至電動發(fā)電機4，在電動發(fā)電機4作為發(fā)電機而進行動作時，將直流電壓供給至電池B。即，電池B以經(jīng)由變換器部70而將電力供給至電動發(fā)電機4的放電過程進行動作，并且，以在電動發(fā)電機4作為發(fā)電機而進行動作時利用電動發(fā)電機4發(fā)電的電力來充電的充電過程來進行動作。

動力管理單元5，為了通過將控制指令給與至發(fā)動機控制單元6和電動機控制單元7而管理電動發(fā)電機4對內(nèi)燃機E進行輔助的輔助控制，作為與本發(fā)明尤其有關(guān)的功能部，包括負荷信息生成部51、輔助計算部52以及運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53。運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53，設(shè)定將在使用從PTO軸W1取出一定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)動力并利用于作業(yè)的作業(yè)裝置W的作業(yè)時或使作業(yè)車以既定速度行駛(巡航行駛)時使用的轉(zhuǎn)速維持為一定的恒速控制模式。如果設(shè)定該恒速控制模式，則發(fā)動機控制單元6控制發(fā)動機控制設(shè)備60，以將內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速維持為所設(shè)定的既定值。

眾所周知恒速控制模式下的內(nèi)燃機E的運轉(zhuǎn)本身，但由于作業(yè)裝置W的作業(yè)狀況和行駛裝置2接地的地面狀況而引起急劇的負荷施加至動力傳遞軸30，結(jié)果產(chǎn)生使內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速下降的事態(tài)。此時，由于發(fā)動機控制設(shè)備60所引起的恒速控制的延遲和內(nèi)燃機E本身的輸出不足等而產(chǎn)生內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速的下降(車速的下降)，在極端的情況下，產(chǎn)生內(nèi)燃機E的停止(發(fā)動機停轉(zhuǎn))。為了避免該情況，檢測施加至動力傳遞軸30的負荷，為了至少部分地抵消該負荷，驅(qū)動電動發(fā)電機4，執(zhí)行輔助內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)矩輔助過程。為了進行該轉(zhuǎn)矩輔助過程，利用負荷信息生成部51和輔助計算部52。

負荷信息生成部51具有基于輸入?yún)?shù)而生成表示在恒速控制模式時內(nèi)燃機E或動力傳遞軸30受到的旋轉(zhuǎn)負荷的負荷信息的功能。此外，由于PTO軸W1是動力傳遞軸30的分支軸，因而當(dāng)然，在動力傳遞軸30所受到的旋轉(zhuǎn)負荷中，還包括PTO軸W1所受到的旋轉(zhuǎn)負荷。輔助計算部52基于在恒速控制模式時由負荷信息生成部51生成的負荷信息而計算電動發(fā)電機4對內(nèi)燃機E的輔助量。作為負荷信息生成部51所利用的輸入?yún)?shù)，列舉內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)、動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)、由發(fā)動機控制單元6計算的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)矩、車速、作業(yè)裝置W的作業(yè)狀態(tài)(耕耘深度、牽引力、對裝載機的作用力等)，但實際利用的輸入?yún)?shù)依賴于裝備于作業(yè)車的傳感器。由于動力傳遞軸30的旋轉(zhuǎn)檢測傳感器和車速傳感器標(biāo)準(zhǔn)裝備的可能性高，因而適合將動力傳遞軸30的旋轉(zhuǎn)速度變動值和車速變動值用作輸入?yún)?shù)。這些輸入?yún)?shù)通過處理來自各種傳感器的信號的車輛狀態(tài)檢測單元S而輸送。

在圖2中，示意化地示出轉(zhuǎn)矩輔助過程中的數(shù)據(jù)流。圖2中的驅(qū)動狀態(tài)示出恒速作業(yè)行駛中，發(fā)動機控制單元6將恒速控制信號輸送至發(fā)動機控制設(shè)備60。該恒速控制信號是用于以所設(shè)定的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)作為目標(biāo)并響應(yīng)于轉(zhuǎn)速變動而調(diào)整燃料噴射量等并將內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速維持為目標(biāo)轉(zhuǎn)速的信號。由于該恒速控制模式下的轉(zhuǎn)速的變動因負荷變動而產(chǎn)生，因而通過以與該負荷變動量相對應(yīng)的方式調(diào)整轉(zhuǎn)速，從而結(jié)果將轉(zhuǎn)速維持為目標(biāo)轉(zhuǎn)速。然而，由于內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性，與電動機等相比而較慢，因而不完全與突發(fā)的負荷增大相應(yīng)，引起轉(zhuǎn)速的下降，在最壞的情況下，引起發(fā)動機停轉(zhuǎn)。因此，在恒速控制模式下，電動機控制單元7將輔助信號輸送至變換器部70，使用轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性與內(nèi)燃機E相比而遠遠更快的電動機(在此為電動發(fā)電機4)，對內(nèi)燃機E進行轉(zhuǎn)矩輔助，從而彌補負荷變動時的內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性的惡劣。

在該轉(zhuǎn)矩輔助過程中，負荷信息生成部51以從車輛狀態(tài)檢測單元S輸出的動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)和車速等的測定值作為輸入?yún)?shù)而輸入，由此，生成負荷信息。如果將輸入?yún)?shù)設(shè)為p1、p2……，則與時間建立關(guān)聯(lián)的負荷信息：L[t]通過變換式：L[t]=G(p1、p2……)而推導(dǎo)，但該變換函數(shù)：G(p1、p2……)通常映射化。

而且，該負荷信息：L[t]，給與至輔助計算部52，由此，電動發(fā)電機4對內(nèi)燃機E的輔助量：W(t)根據(jù)變換式：W(t)=?！睱[t]〕而計算，該變換函數(shù)：?！睱[t]〕也通常映射化。

如果計算輔助量，則電動機控制單元7基于該輔助量而生成輔助控制信號，通過變換器部70而驅(qū)動控制電動發(fā)電機4，至少部分地補償產(chǎn)生于動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)矩變動。由于電動機的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性與內(nèi)燃機E相比而遠遠更快，因而即使產(chǎn)生突發(fā)的行駛負荷或作業(yè)負荷，也避免急劇的轉(zhuǎn)速的下降。在負荷增大持續(xù)進行的情況下，能夠通過發(fā)動機控制單元6引起的燃料噴射量的增大等對內(nèi)燃機E的控制而對付。

電動發(fā)電機4引起的轉(zhuǎn)矩輔助由于轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性優(yōu)異，因而能夠至少部分地實現(xiàn)在一直以來裝備的飛輪的功能，能夠使飛輪輕型化或省略飛輪。因此，適合以實現(xiàn)飛輪的慣性特性的方式構(gòu)筑上述的變換函數(shù)：G(p1、p2……)和變換函數(shù)：?！睱[t]〕。此外，也可以采用這樣的構(gòu)成：將負荷信息生成部51和輔助計算部52一體化，從輸入?yún)?shù)直接導(dǎo)出輔助量。

接著，說明本發(fā)明的具體的實施方式。在該實施方式中，混合作業(yè)車是作為前端裝載機而起作用的拖拉機。圖3是拖拉機的側(cè)面圖，圖4是示出拖拉機的動力系統(tǒng)的示意圖。圖5是示出安裝于發(fā)動機后部的電動發(fā)電機4的截面圖。

如圖3所示，該拖拉機在車體具備內(nèi)燃機E、電動發(fā)電機4、離合器31、變速器10、運轉(zhuǎn)部20以及作為行駛裝置2的左右一對前輪2a和后輪2b等，而且，在車體的前部，裝備有作為作業(yè)裝置W的前端裝載機。該前端裝載機W裝備有豎立設(shè)置于左右的前輪2a的各后方部位的支撐框架W10、樞軸支承連結(jié)至支撐框架W10的懸臂組件W20以及在前端樞軸支承連結(jié)至懸臂組件W20的鏟斗W30。懸臂組件W20由懸臂汽缸W21驅(qū)動，鏟斗W30由鏟斗汽缸W31驅(qū)動。懸臂汽缸W21或鏟斗汽缸W31a等液壓致動器由未圖示的液壓閥單元進行液壓操作。

而且，輸出未被變速器10變速的動力的PTO軸W1從拖拉機后部突出。而且，在車體后部，具備左右一對提升臂99。由左右提升臂99將旋轉(zhuǎn)耕耘裝置或犁等作業(yè)裝置W可升降地連結(jié)。將來自PTO軸W1的動力供給至旋轉(zhuǎn)耕耘裝置等驅(qū)動型的作業(yè)裝置W。

如圖4示意性地示出的，該拖拉機的內(nèi)燃機E是以共軌方式進行旋轉(zhuǎn)控制的柴油發(fā)動機(以下，簡稱為發(fā)動機E)，具備共軌控制設(shè)備，以作為發(fā)動機控制設(shè)備60。變速器10包括液壓機械式的無級變速裝置(以下，簡稱為HMT)12、前進后退切換裝置13、進行多級(在此，為高低2級)變速的副變速裝置14以及差速器機構(gòu)15，其動力通過動力傳遞軸30，最終使驅(qū)動車輪(前輪2a或后輪2b或者雙方)2旋轉(zhuǎn)。而且，能夠經(jīng)過構(gòu)成傳遞該發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的旋轉(zhuǎn)動力的動力傳遞軸30的一部分的PTO軸W1而將動力傳遞至裝備于拖拉機的作業(yè)裝置W。

HMT 12由靜液壓式變速機構(gòu)12A和行星齒輪機構(gòu)12B構(gòu)成，該靜液壓式變速機構(gòu)12A由接受來自發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的動力的斜板式可變吐出型液壓泵和通過來自該液壓泵的液壓而旋轉(zhuǎn)并輸出動力的液壓電動機構(gòu)成。行星齒輪機構(gòu)12B構(gòu)成為，以來自發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的動力以及來自液壓電動機的動力作為輸入，將其變速輸出供給至后級的動力傳遞軸30。

在該靜液壓式變速機構(gòu)12A中，通過將來自發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的動力輸入至泵軸，從而將液壓油從液壓泵供給至液壓電動機，液壓電動機通過來自液壓泵的液壓而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，使電動機軸旋轉(zhuǎn)。液壓電動機的旋轉(zhuǎn)通過電動機軸而傳遞至行星齒輪機構(gòu)12B。靜液壓式變速機構(gòu)12A，通過使與液壓泵的斜板聯(lián)動的汽缸位移，從而進行該斜板的角度變更，變速成正旋轉(zhuǎn)狀態(tài)、逆旋轉(zhuǎn)狀態(tài)以及位于正旋轉(zhuǎn)狀態(tài)與逆旋轉(zhuǎn)狀態(tài)之間的中立狀態(tài)，而且，在變速成正旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，在變速成逆旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，都無階段地變更液壓泵的旋轉(zhuǎn)速度，無階段地變更液壓電動機的旋轉(zhuǎn)速度(時間平均轉(zhuǎn)速)。結(jié)果，無階段地變更從液壓電動機輸出至行星齒輪機構(gòu)12B的動力的旋轉(zhuǎn)速度。靜液壓式變速機構(gòu)12A，通過使斜板位于中立狀態(tài)，從而停止液壓泵引起的液壓電動機的旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，停止從液壓電動機對行星齒輪機構(gòu)12B的輸出。

行星齒輪機構(gòu)12B具備太陽齒輪、等間隔地分散并配置于該太陽齒輪的周圍的3個行星齒輪、旋轉(zhuǎn)自如地支撐各行星齒輪的載體、與3個行星齒輪嚙合的環(huán)形齒輪以及連結(jié)至前進后退切換裝置13的輸出軸(動力傳遞軸30的1個)。此外，在該實施方式中，載體在外周形成有與安裝于發(fā)動機E側(cè)的動力傳遞軸30的輸出齒輪嚙合的齒輪部，并且，被太陽齒輪的輪轂部相對旋轉(zhuǎn)自如地支撐。

根據(jù)上述的構(gòu)成，該HMT 12通過變更靜液壓式變速機構(gòu)12A的斜板角度，從而能夠?qū)Τ蝌?qū)動車輪2的動力傳遞無階段地進行變速。該斜板控制通過基于來自變速控制單元8的控制指令而進行動作的液壓控制單元80的液壓控制而實現(xiàn)。

該動力系統(tǒng)中的電動發(fā)電機4的控制，即對發(fā)動機E的轉(zhuǎn)矩輔助，由動力管理單元5進行，但在此，該動力管理單元5沿用了使用圖1和圖2來說明的構(gòu)成。動力管理單元5、發(fā)動機控制單元6、車輛狀態(tài)檢測單元S也以能夠分別通過車載LAN而進行數(shù)據(jù)傳送的方式連接。

車輛狀態(tài)檢測單元S，輸入來自配備于拖拉機的各種傳感器的信號和表示由駕駛者操作的操作器的狀態(tài)的操作輸入信號，根據(jù)需要而進行信號變換和評價運算，將所得到的信號和數(shù)據(jù)送出至車載LAN。

作為將控制指令給與至進行該拖拉機的液壓控制的液壓控制單元80的上部的電子器件，用于變速器10中的變速操作的變速控制單元8和用于作業(yè)裝置W的操作的作業(yè)裝置控制單元99與液壓控制單元80連接。此外，在此所使用的液壓的供給由被從動力傳遞軸30分支的泵軸驅(qū)動的液壓泵81進行。變速控制單元8和作業(yè)裝置控制單元99也與車載LAN相連，能夠在與其他單元之間進行數(shù)據(jù)交換。

如圖5所示，在發(fā)動機E的后表面?zhèn)染邆淙菁{電動發(fā)電機4和離合器31的電動機殼體40，從該電動機殼體40的后部伸出的動力傳遞軸30還將發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的動力傳遞至配置于后輪2b附近的變速器10。

電動發(fā)電機4兼具利用發(fā)動機E的驅(qū)動力來進行發(fā)電的三相交流發(fā)電機的功能和利用從外部供給的電力來進行旋轉(zhuǎn)工作的三相交流電動機的功能。如使用圖1來說明的，變換器部70將來自電池B的直流電力變換成三相交流電力而供給至電動發(fā)電機4。另外，變換器部70將由電動發(fā)電機4發(fā)電的三相交流電流變換成直流電流并升壓且供給至電池B。

如圖4所示，發(fā)動機E、電動發(fā)電機4以及離合器31按照該順序配備，相對于連結(jié)至發(fā)動機E的后部的后端板40a而連結(jié)有電動機殼體40，由此，在電動機殼體40中容納有電動發(fā)電機4和離合器31。

電動發(fā)電機4由在外周具備永久磁鐵41的轉(zhuǎn)子42和配置于包圍該轉(zhuǎn)子42的位置的定子43構(gòu)成，定子43具有將線圈卷繞于定子核芯的多個齒部(未圖示)的構(gòu)造。與發(fā)動機E的輸出軸Ex(曲柄軸)的軸端對置，以與該輸出軸Ex的旋轉(zhuǎn)軸芯X相同的軸芯而配置有電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子42，在該轉(zhuǎn)子42中的與輸出軸Ex相反的一側(cè)的面，配置有離合器31的基板31a，輸出軸Ex、轉(zhuǎn)子42以及離合器31的基板31a螺紋連結(jié)。該基板31a還具有作為飛輪的功能，但如上所述，電動發(fā)電機4部分地執(zhí)行飛輪實現(xiàn)的慣性力功能，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比而輕型化。

電動機殼體40具有將前部殼體40A和后部殼體40B可分離地連結(jié)的構(gòu)造，在組裝電動發(fā)電機4時，在將定子43配備于前部殼體40A的內(nèi)表面的狀態(tài)下，將該前部殼體40A連結(jié)至后端板40a，接著，將轉(zhuǎn)子42連結(jié)至輸出軸Ex的后端。

離合器31，在連結(jié)至基板31a的后表面的離合器蓋31b的內(nèi)部配置有離合器盤31c、壓力板31d以及膜片彈簧31e，具備傳遞來自離合器盤31c的驅(qū)動力的作為動力傳遞軸30的1個構(gòu)成要素的離合器軸30a，通過未圖示的離合器踏板而操作。

離合器軸30a相對于后部殼體40B以旋轉(zhuǎn)軸芯X為中心而旋轉(zhuǎn)自如地被支撐，離合器盤31c通過花鍵構(gòu)造而相對于離合器軸30a轉(zhuǎn)矩傳動自如地且沿著旋轉(zhuǎn)軸芯X位移自如地被支撐，膜片彈簧31e具有經(jīng)由壓力板31d而使朝向離合器接通方向的作用力作用于離合器盤31c的構(gòu)成。另外，離合器軸30a的動力經(jīng)由齒輪傳動機構(gòu)而傳遞至成為變速器10的輸入軸的作為動力傳遞軸30的1個構(gòu)成要素的中間傳動軸30b。

發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的驅(qū)動控制，由如圖1所說明的動力管理單元5進行。為了控制作為發(fā)動機控制設(shè)備60的共軌式的燃料噴射設(shè)備引起的燃料噴射，發(fā)動機控制單元6進行取得來自加速踏板傳感器的信號、發(fā)動機旋轉(zhuǎn)信號、共軌內(nèi)的燃料壓力信號、吸氣部位的吸氣壓信號等而決定噴射器的工作時機的控制。根據(jù)這樣的構(gòu)成，發(fā)動機控制單元6還能夠計算發(fā)動機E的負荷率(發(fā)動機負荷率)，能夠以該發(fā)動機負荷率作為在轉(zhuǎn)矩輔助過程中利用的輸入?yún)?shù)而給與至動力管理單元5。

能夠在轉(zhuǎn)矩輔助過程中簡單地利用的輸入?yún)?shù)是動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)。檢測動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)速度傳感器S1，在貫通電動機殼體40的壁面的孔插入貫通，使下端的傳感部位于離合器31的基板31a的外周面附近。即，旋轉(zhuǎn)速度傳感器S1作為根據(jù)磁通量密度的變化而對基板31a的旋轉(zhuǎn)進行計數(shù)的拾取(pick up)型而構(gòu)成。當(dāng)然，作為旋轉(zhuǎn)速度傳感器S1，也可以采用光學(xué)式的傳感器，也可以采用檢測動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速的構(gòu)成。

在具有上述的構(gòu)成的拖拉機中，通常，動力管理單元5所包括的發(fā)動機控制單元6執(zhí)行使發(fā)動機E在耗油量良好的低速區(qū)域運轉(zhuǎn)的控制。另外，發(fā)動機控制單元6基于自己取得的發(fā)動機信息和從車輛狀態(tài)檢測單元輸送的車輛狀態(tài)信息而執(zhí)行這樣的控制：在作用于發(fā)動機E的負荷被認為不足閾值的情況下，來自電動發(fā)電機4的發(fā)電電力經(jīng)由變換器部70而供給至電池B并對電池B進行充電。

與此相反，在作用于發(fā)動機E的負荷被認為超過閾值的情況下，來自電池B的電力，經(jīng)由基于來自電動機控制單元7的控制信號來驅(qū)動的變換器部70而將三相交流電力供給至電動發(fā)電機4，利用該電動發(fā)電機4的驅(qū)動力來輔助發(fā)動機E。尤其是，如果由于恒速作業(yè)時的突發(fā)的發(fā)動機負荷的增大而檢測到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的下降，則執(zhí)行使用電動發(fā)電機4以至少部分地補償該發(fā)動機負荷的增大的轉(zhuǎn)矩輔助過程，避免發(fā)動機轉(zhuǎn)速的難以預(yù)料的下降和發(fā)動機停轉(zhuǎn)。

在此，示出上述的第1實施方式中的代表性的改變示例。

(1)上述的第1實施方式，為了檢測作用于發(fā)動機E的負荷而利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速或傳動軸轉(zhuǎn)速，但也可以在作業(yè)裝置W直接設(shè)置負荷檢測傳感器，以該負荷檢測信號作為輸入?yún)?shù)而計算電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)矩輔助量。

(2)另外，在將既定以上的轉(zhuǎn)矩施加至發(fā)動機E的情況下，也可以通過始終驅(qū)動電動發(fā)電機4并使用流動于電動發(fā)電機4的電流和電壓的變化來進行的保持電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)速的控制而進行對發(fā)動機E的轉(zhuǎn)矩輔助。

(第2實施方式)

以下，在具體地說明本發(fā)明的第2實施方式之前，使用圖10來說明該第2實施方式所采用的動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成。此外，由于該動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成與圖1所涉及的動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成類似，因而關(guān)于在此未陳述的事項，應(yīng)該參照使用了圖1的說明。

該混合作業(yè)車具備內(nèi)燃機E和電動發(fā)電機4以作為驅(qū)動源，通過由車輪和履帶構(gòu)成的行駛裝置2而行駛，同時，使用裝配于車體的作業(yè)裝置W來進行行駛作業(yè)。在來自驅(qū)動源的動力傳遞系統(tǒng)中，包括將來自驅(qū)動源的動力的傳遞通斷的主離合器31、將動力傳遞至作業(yè)裝置W的PTO軸W1以及將動力傳遞至行駛裝置2的動力傳遞軸30。在動力傳遞軸30，構(gòu)筑有具備變速機構(gòu)的變速器10。此外，將動力傳遞通斷的PTO離合器W2介入安裝于PTO軸W1，在變速器10也裝備有1個以上將動力傳遞通斷的變速離合器13a、14a。

動力管理單元5，為了通過將控制指令給與至發(fā)動機控制單元6和電動機控制單元7而管理電動發(fā)電機4對內(nèi)燃機E進行輔助的輔助控制，在該實施方式中，包括作為負荷量計算部而構(gòu)筑的負荷信息生成部51、輔助計算部52、運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53以及充電量計算部54。充電量計算部54計算電池B的充電量。此時，如果電池B作為具備計算機的智能的電池單元而構(gòu)成，則基于來自電池B的電池狀態(tài)信息而計算電池的充電量，在不是那樣構(gòu)成的情況下，基于來自接受來自電池狀態(tài)檢測傳感器的信號的車輛狀態(tài)檢測單元S的電池狀態(tài)信息而計算電池B的充電量。

運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53，基于施加至內(nèi)燃機E或動力傳遞軸30的負荷量和電池B的充電量，選擇將動力輸出至動力傳遞軸30的輔助驅(qū)動模式或?qū)⒊潆婋娏敵鲋岭姵谺的充電驅(qū)動模式的任一個驅(qū)動模式。當(dāng)然，如果準(zhǔn)備零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動模式，則該驅(qū)動模式也根據(jù)需要而選擇。另外，運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53，設(shè)定將在使用從PTO軸W1取出一定轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)動力并利用于作業(yè)的作業(yè)裝置W的作業(yè)時或使作業(yè)車以既定速度行駛(巡航行駛)時使用的轉(zhuǎn)速維持為一定的恒速控制模式。如果設(shè)定該恒速控制模式，則發(fā)動機控制單元6控制發(fā)動機控制設(shè)備60，以將內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速維持為所設(shè)定的既定值。電動機控制單元7，在由運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53選擇的驅(qū)動模式下，使用變換器部70來驅(qū)動控制電動發(fā)電機4。

眾所周知恒速控制模式下的內(nèi)燃機E的運轉(zhuǎn)本身，但因作業(yè)裝置W的作業(yè)狀況和行駛裝置2接地的地面狀況而使得急劇的負荷施加至動力傳遞軸30，結(jié)果產(chǎn)生使內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速下降的事態(tài)。此時，由于發(fā)動機控制設(shè)備60所引起的恒速控制的延遲和內(nèi)燃機E本身的輸出不足等而產(chǎn)生內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速的下降(車速的下降)，在極端的情況下，產(chǎn)生內(nèi)燃機E的停止(發(fā)動機停轉(zhuǎn))。為了避免該情況，檢測施加至動力傳遞軸30的負荷，為了至少部分地抵消該負荷，驅(qū)動電動發(fā)電機4，執(zhí)行輔助內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)矩輔助過程。為了進行該轉(zhuǎn)矩輔助過程，利用負荷量計算部51和輔助計算部52。

負荷量計算部(負荷信息生成部)51具有基于輸入?yún)?shù)而生成表示內(nèi)燃機E或動力傳遞軸30受到的旋轉(zhuǎn)負荷的負荷量的功能。此外，由于PTO軸W1是動力傳遞軸30的分支軸，因而當(dāng)然，在動力傳遞軸30所受到的旋轉(zhuǎn)負荷中，還包括PTO軸W1所受到的旋轉(zhuǎn)負荷。輔助計算部52基于在恒速控制模式時由負荷量計算部51生成的負荷量而計算電動發(fā)電機4對內(nèi)燃機E的輔助量。作為負荷量計算部51所利用的輸入?yún)?shù)，列舉內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)、動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)、由發(fā)動機控制單元6計算的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)矩、車速、作業(yè)裝置W的作業(yè)狀態(tài)(耕耘深度、牽引力、對裝載機的作用力等)，但實際利用的輸入?yún)?shù)依賴于裝備于作業(yè)車的傳感器。由于動力傳遞軸30的旋轉(zhuǎn)檢測傳感器和車速傳感器標(biāo)準(zhǔn)裝備的可能性高，因而適合將動力傳遞軸30的旋轉(zhuǎn)速度變動值和車速變動值用作輸入?yún)?shù)。這些輸入?yún)?shù)通過處理來自各種傳感器的信號的車輛狀態(tài)檢測單元S而輸送。

在圖7中，示意化地示出轉(zhuǎn)矩輔助過程中的數(shù)據(jù)流。圖7中的驅(qū)動狀態(tài)示出作業(yè)行駛中，發(fā)動機控制單元6將基于由加速器設(shè)定器件設(shè)定的設(shè)定值的發(fā)動機控制信號輸送至發(fā)動機控制設(shè)備60?；谠摪l(fā)動機控制信號而調(diào)整燃料噴射量等，驅(qū)動內(nèi)燃機E。內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速的變動因外部因子的變動，即行駛負荷和作業(yè)負荷等的負荷變動而產(chǎn)生，因而調(diào)整燃料噴射量等，增大轉(zhuǎn)矩，從而不因該負荷變動量而產(chǎn)生轉(zhuǎn)速的難以預(yù)料的下降和發(fā)動機停轉(zhuǎn)。然而，由于內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性，與電動機等相比而較慢，因而不完全與突發(fā)的負荷增大相應(yīng)，引起轉(zhuǎn)速的下降，在最壞的情況下，引起發(fā)動機停轉(zhuǎn)。因此，電動機控制單元7將輔助信號輸送至變換器部70，使用轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性與內(nèi)燃機E相比而遠遠更快的電動機(在此為電動發(fā)電機4)，對內(nèi)燃機E進行轉(zhuǎn)矩輔助，從而彌補負荷變動時的內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性的惡劣。

在該轉(zhuǎn)矩輔助過程中，負荷量計算部51以從車輛狀態(tài)檢測單元S輸出的動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)和車速等的測定值作為輸入?yún)?shù)而輸入，由此，計算負荷量。如果將輸入?yún)?shù)設(shè)為p1、p2……，則與時間建立關(guān)聯(lián)的負荷量：L[t]通過變換式：L[t]=G(p1、p2……)而推導(dǎo)，但該變換函數(shù)：G(p1、p2……)通常映射化。充電量計算部54，基于來自電池B的充電信息而計算充電量(一般被稱為SOC)：SC。

運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53，基于所計算的負荷量：L[t]和充電量：SC，使用預(yù)先準(zhǔn)備的判定圖，選擇輔助驅(qū)動模式或充電驅(qū)動模式或所準(zhǔn)備的情況零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動模式中的任一個驅(qū)動模式。如果運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53選擇輔助驅(qū)動模式，則進一步將該負荷量：L[t]給與至輔助計算部52，由此，電動發(fā)電機4對內(nèi)燃機E的輔助量：W(t)通過變換式：W(t)=Γ〔L[t]〕而計算，該變換函數(shù)：Γ〔L[t]〕也通常映射化。此外，負荷量：L[t]也可以不一定與時間建立關(guān)系。

如果計算輔助量，則電動機控制單元7基于該輔助量而生成輔助控制信號，通過變換器部70而驅(qū)動控制電動發(fā)電機4，至少部分地補償產(chǎn)生于動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)矩變動。由于電動機的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性與內(nèi)燃機E相比而遠遠更快，因而即使產(chǎn)生突發(fā)的行駛負荷或作業(yè)負荷，也避免急劇的轉(zhuǎn)速的下降。在負荷增大持續(xù)進行的情況下，能夠通過發(fā)動機控制單元6引起的燃料噴射量的增大等對內(nèi)燃機E的控制而對付。

如果運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53選擇充電驅(qū)動模式，則電動機控制單元7將發(fā)電指令輸送至變換器部70，由此，變換器部70作為發(fā)電控制而進行動作，由電動發(fā)電機4發(fā)電的電力輸送至電池B，電池B被充電。如果運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53選擇零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動模式，則電動機控制單元7將零轉(zhuǎn)矩控制信號輸送至變換器部70，由此，電動發(fā)電機4進行零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動。

電動發(fā)電機4引起的轉(zhuǎn)矩輔助由于轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性優(yōu)異，因而能夠至少部分地實現(xiàn)在一直以來裝備的飛輪的功能，能夠使飛輪輕型化或省略飛輪。因此，適合構(gòu)筑上述的變換函數(shù)：G(p1、p2……)和變換函數(shù)：?！睱[t]〕，從而實現(xiàn)飛輪的慣性特性。此外，也可以采用這樣的構(gòu)成：將負荷量計算部51和輔助計算部52一體化，從輸入?yún)?shù)直接導(dǎo)出輔助量。

接著，列舉具體的示例而說明該第2實施方式。在此，混合作業(yè)車是如圖8所示的眾所周知的方式的通用拖拉機。該拖拉機的動力系統(tǒng)，在圖9中示意化地示出。在拖拉機車體，具備內(nèi)燃機E、電動發(fā)電機4、液壓驅(qū)動式的主離合器31、變速器10、運轉(zhuǎn)部20以及作為行駛裝置2的左右一對前輪2a和后輪2b等。而且，作為作業(yè)裝置W，耕耘裝置由未圖示的升降機構(gòu)裝配于車體的后部。升降機構(gòu)通過液壓汽缸而進行動作。此外，由于該通用拖拉機與在第1實施方式中采納的拖拉機類似，因而關(guān)于在此未陳述的事項，應(yīng)該參照先前所記載的說明。

如圖9示意性地示出的，該拖拉機的內(nèi)燃機E是以共軌方式進行旋轉(zhuǎn)控制的柴油發(fā)動機(以下，簡稱為發(fā)動機E)，具備共軌控制設(shè)備作為發(fā)動機控制設(shè)備60。變速器10包括液壓機械式的無級變速裝置(以下，簡稱為HMT)12、前進后退切換裝置13、進行多級變速的齒輪變速裝置14以及差速器機構(gòu)15，其動力通過動力傳遞軸30，最終使驅(qū)動車輪(前輪2a或后輪2b或者雙方)2旋轉(zhuǎn)。在前進后退切換裝置13和齒輪變速裝置14的各個，配備有液壓驅(qū)動式的變速離合器13a、14a。而且，經(jīng)過構(gòu)成傳遞該發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的旋轉(zhuǎn)動力的動力傳遞軸30的一部分的PTO軸W1而裝備于拖拉機的耕耘裝置9能夠接受旋轉(zhuǎn)動力，由此，耕耘轉(zhuǎn)子以既定的耕耘深度旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。

根據(jù)上述的構(gòu)成，該HMT 12通過變更靜液壓式變速機構(gòu)12A的斜板角度，從而能夠?qū)Τ蜃鳛轵?qū)動車輪的前輪2a或后輪2b或者其雙方的動力傳遞無階段地進行變速。該斜板控制通過基于來自變速控制單元8的控制指令而進行動作的液壓控制單元80的液壓控制而實現(xiàn)。另外，配備有作為上述的液壓驅(qū)動式的汽缸、主離合器31、變速離合器13a、14a等液壓致動器的液壓源的液壓泵81。該液壓泵81也可以采用從動力傳遞軸30接受旋轉(zhuǎn)動力的機械式泵，也可以采用從電動機接受旋轉(zhuǎn)動力的電動式泵。在電動式泵的情況下，該電動機由液壓控制單元80控制。

該動力系統(tǒng)中的電動發(fā)電機4的控制，即對發(fā)動機E的轉(zhuǎn)矩輔助，沿用第1實施方式中的說明。

能夠在動力管理單元5的負荷量計算部(負荷信息生成部)51中的負荷量的計算中簡單地利用的參數(shù)是動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)的變動。檢測動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)速度傳感器S1，在該實施方式中，在貫通電動機殼體40的壁面的孔插入貫通，使下端的傳感部位于主離合器31的基板31a的外周面附近。即，旋轉(zhuǎn)速度傳感器S1作為根據(jù)磁通量密度的變化而對基板31a的旋轉(zhuǎn)進行計數(shù)的拾取型而構(gòu)成。當(dāng)然，作為旋轉(zhuǎn)速度傳感器S1，也可以采用光學(xué)式的傳感器，也可以采用檢測動力傳遞軸30的轉(zhuǎn)速的構(gòu)成。

在具有上述的構(gòu)成的拖拉機中，基本上，動力管理單元5所包括的發(fā)動機控制單元6，為了使耗油量良好，重要的是，使發(fā)動機E在耗油量良好的低速區(qū)域運轉(zhuǎn)。在作用于發(fā)動機E的負荷被認為超過閾值的情況下，來自電池B的電力，經(jīng)由基于來自電動機控制單元7的控制信號而驅(qū)動的變換器部70而將三相交流電力供給至電動發(fā)電機4，利用該電動發(fā)電機4的驅(qū)動力來輔助發(fā)動機E。尤其是，如果由于恒速作業(yè)時的突發(fā)的發(fā)動機負荷的增大而檢測到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的下降，則執(zhí)行使用電動發(fā)電機4以至少部分地補償該發(fā)動機負荷的增大的轉(zhuǎn)矩輔助過程，避免發(fā)動機轉(zhuǎn)速的難以預(yù)料的下降和發(fā)動機停轉(zhuǎn)。而且，發(fā)動機控制單元6基于自己取得的發(fā)動機信息和從車輛狀態(tài)檢測單元輸送的車輛狀態(tài)信息而執(zhí)行這樣的控制：在作用于發(fā)動機E的負荷被認為不足閾值的情況下，來自電動發(fā)電機4的發(fā)電電力經(jīng)由變換器部70而供給至電池B并對電池B進行充電。

然而，搭載于拖拉機的電池B的容量被限定，對作業(yè)行駛中的轉(zhuǎn)矩輔助要求相當(dāng)大的電力消耗，因而如果在作業(yè)中簡單地容許轉(zhuǎn)矩輔助，則電池B耗盡。為了避免電池B耗盡，電動發(fā)電機4引起的輔助必須考慮電池B的充電量并同時執(zhí)行。

在該第2實施方式中，負荷量計算部(負荷信息生成部)51，根據(jù)從車輛狀態(tài)檢測單元S或發(fā)動機控制單元6取得的關(guān)于發(fā)動機負荷的信息，計算發(fā)動機負荷率作為發(fā)動機E的負荷量。而且，運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53，根據(jù)由充電量計算部54計算的電池B的充電量SC和由負荷量計算部51計算的發(fā)動機負荷率，選擇輔助驅(qū)動模式、充電驅(qū)動模式以及零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動模式中的任一個驅(qū)動模式。在該選擇過程中，運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53利用圖10所示的判定圖。能夠根據(jù)該判定圖而理解的是，原則上，只要充電量SC不足，就不進行轉(zhuǎn)矩輔助，例如，以充電量為80%左右之處作為輔助判定線，如果在該線以下，則不進行轉(zhuǎn)矩輔助，避免電池B耗盡。然而，如果發(fā)動機負荷率接近100%，則出現(xiàn)發(fā)動機停轉(zhuǎn)的可能性，因而即使充電量為80%以下，也進行轉(zhuǎn)矩輔助。此時，發(fā)動機負荷率從90%至100%而使輔助判定線傾斜，即在發(fā)動機負荷率為既定量(在此為約90%以上)的情況下，設(shè)定為，即使在發(fā)動機負荷率越高、充電量就越低的狀態(tài)下，也進行轉(zhuǎn)矩輔助。在發(fā)動機負荷率為100%的情況下，即使充電量為30%左右，也進行轉(zhuǎn)矩輔助。在該判定圖中，輔助判定線成為帶狀，比輔助判定線的上側(cè)邊界線更靠近上方的區(qū)域，是輔助驅(qū)動模式區(qū)域，比輔助判定線的下側(cè)邊界線更靠近下方的區(qū)域，是充電驅(qū)動模式區(qū)域。而且，被輔助判定線的上側(cè)邊界線和下側(cè)邊界線包圍的輔助判定帶，是轉(zhuǎn)矩輔助和充電都不進行的緩沖區(qū)域，在該實施方式中，以該緩沖區(qū)域作為進行零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動控制的零轉(zhuǎn)矩驅(qū)動模式區(qū)域。

另外，在該實施方式中，運轉(zhuǎn)模式設(shè)定部53，如果輸入以下的信息，則準(zhǔn)備強制地選擇充電驅(qū)動模式的例外處理。

(*1)表示斷開主離合器31或變速離合器13a、14a而動力傳遞軸30的傳遞轉(zhuǎn)矩消失的事態(tài)的信息。

(*2)表示主離合器31或變速離合器13a、14a成為半離合狀態(tài)而產(chǎn)生主離合器31或變速離合器13a、14a燒壞的危險性的信息。

(*3)表示作業(yè)車停止且作業(yè)裝置W不進行實質(zhì)的作業(yè)的信息。

這樣，在例外地產(chǎn)生不需要轉(zhuǎn)矩輔助的事態(tài)的情況下，或者，在預(yù)想到該事態(tài)的情況下，從輔助驅(qū)動模式切換為充電驅(qū)動模式，由此，增加充電機會。

在上述的第2實施方式中，為了檢測作用于發(fā)動機E的負荷而利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速或傳動軸轉(zhuǎn)速，但也可以在作業(yè)裝置W直接設(shè)置負荷檢測傳感器，使用該負荷檢測信號，選擇驅(qū)動模式。而且，輔助計算部52也可以預(yù)先生成對作業(yè)裝置W的類型及其使用方式分別最佳化的專用圖，以作為為了根據(jù)輸入?yún)?shù)來計算輔助量而使用的圖，適當(dāng)?shù)剡x擇該圖。

(第3實施方式)

以下，在具體地說明本發(fā)明的第3實施方式之前，使用圖11來說明該第3實施方式所采用的液壓式車輛操作裝置的基本構(gòu)成。此外，由于在該液壓式車輛操作裝置的基本構(gòu)成中還包括上述的圖1和圖6所示的動力系統(tǒng)的基本構(gòu)成，因而關(guān)于在此未陳述的事項，應(yīng)該參照上述的說明。此外，在圖11中舉例說明的車輛是混合作業(yè)車，操縱動力轉(zhuǎn)向裝置9，以作為液壓式車輛操作裝置。

該動力轉(zhuǎn)向裝置9具備配置于把手柱22的上方的方向盤21和以該方向盤21引起的轉(zhuǎn)向操作作為輸入而變更轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角的動力轉(zhuǎn)向液壓回路90。動力轉(zhuǎn)向液壓回路90包括作為以方向盤21的旋轉(zhuǎn)位移作為操作輸入的動力轉(zhuǎn)向控制閥而起作用的動力轉(zhuǎn)向液壓控制單元91、變更轉(zhuǎn)向輪2a的轉(zhuǎn)向角的作為液壓致動器的動力轉(zhuǎn)向液壓汽缸92、以及作為液壓供給源的動力轉(zhuǎn)向電動液壓泵93，各自通過液壓配管而連接。動力轉(zhuǎn)向電動液壓泵(以下簡稱為電動液壓泵)93由泵部和將旋轉(zhuǎn)動力給與至該泵部的電動機部構(gòu)成。驅(qū)動電力朝向該電動液壓泵93、正確地說、朝向其電動機部的供給由驅(qū)動器71進行，根據(jù)其供電量，電動機部即電動液壓泵93的轉(zhuǎn)速(平均時間的轉(zhuǎn)速；旋轉(zhuǎn)速度)變化。

在實質(zhì)上作為計算機系統(tǒng)而構(gòu)筑的該車輛的動力管理單元5中，作為與動力轉(zhuǎn)向裝置9有關(guān)的功能部，包括泵轉(zhuǎn)速計算部55和液壓泵控制部56。在該動力管理單元5連接有車輛狀態(tài)檢測單元S，該車輛狀態(tài)檢測單元S輸入有各種傳感器和開關(guān)等的信號，動力管理單元5還能夠經(jīng)由車輛狀態(tài)檢測單元S而接收與作為方向盤21的操作量的旋轉(zhuǎn)角、即來自作為檢測轉(zhuǎn)向輪2a的轉(zhuǎn)向角的操作量檢測部的轉(zhuǎn)向角傳感器S1的轉(zhuǎn)向角有關(guān)的轉(zhuǎn)向角信息。

泵轉(zhuǎn)速計算部55以轉(zhuǎn)向角信息作為輸入?yún)?shù)而計算朝向動力轉(zhuǎn)向液壓汽缸92的液壓供給所需要的電動液壓泵93的泵轉(zhuǎn)速。液壓泵控制部56將控制信號輸出至驅(qū)動器71，從而以由泵轉(zhuǎn)速計算部55計算的泵轉(zhuǎn)速驅(qū)動電動液壓泵93。驅(qū)動器71基于該控制信號而將必要的電力量從電池B供給至電動液壓泵93，由此，電動液壓泵93以期望的轉(zhuǎn)速驅(qū)動，將適當(dāng)?shù)牧康囊簤汗┙o至動力轉(zhuǎn)向液壓回路90。

此外，該混合作業(yè)車，具備內(nèi)燃機E和電動發(fā)電機4作為驅(qū)動源，至少以后輪2b作為驅(qū)動車輪而行駛。電動發(fā)電機4產(chǎn)生出旋轉(zhuǎn)動力作為來自電池B的電力供給源，與內(nèi)燃機E協(xié)作而使混合作業(yè)車行駛，在由內(nèi)燃機E驅(qū)動的狀況下，或在混合作業(yè)車減速的狀況下，或在慣性行駛于下坡路的狀況下，該電動發(fā)電機4能夠作為將電力供給至電池B的發(fā)電機而起作用。

內(nèi)燃機E的旋轉(zhuǎn)控制經(jīng)由電子調(diào)速器機構(gòu)和共軌機構(gòu)等發(fā)動機控制設(shè)備60而由發(fā)動機控制單元6進行。電動發(fā)電機4的驅(qū)動控制經(jīng)由變換器部70而由電動機控制單元7進行。發(fā)動機控制單元6是用于控制內(nèi)燃機E的燃料噴射量等的計算機單元，具有控制發(fā)動機控制設(shè)備60以將內(nèi)燃機E的轉(zhuǎn)速維持為一定的恒速控制功能。電動機控制單元7也同樣地是計算機單元，為了控制電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，將控制信號給與至變換器部70。另外，電動機控制單元7，作為針對電動發(fā)電機4的驅(qū)動模式，具備將動力輸出至動力傳遞軸30的輔助驅(qū)動模式和將充電電力輸出至電池B的充電驅(qū)動模式。變換器部70，如眾所周知的，還實現(xiàn)這樣的作為整流器和電壓調(diào)整裝置的功能：用于將電池B的直流電壓變換成交流電壓并供給至電動發(fā)電機4，在電動發(fā)電機4作為發(fā)電機而進行動作時，將直流電壓供給至電池B。即，電池B以經(jīng)由變換器部70而將電力供給至電動發(fā)電機4的放電過程進行動作，并且，以在電動發(fā)電機4作為發(fā)電機而進行動作時利用電動發(fā)電機4發(fā)電的電力來充電的充電過程進行動作。

接著，使用圖12，說明根據(jù)上述的基本原理而進行動作的動力轉(zhuǎn)向裝置9中的具體的控制構(gòu)造及其控制的流程。

如果由駕駛者操作方向盤21，則作為其操作量的轉(zhuǎn)向角(在圖12中由θ 表示)由轉(zhuǎn)向角傳感器S1檢測。表示所檢測的轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向角檢測信號輸送至車輛狀態(tài)檢測單元S，進行必要的預(yù)先處理。在此，車輛狀態(tài)檢測單元S根據(jù)隨著時間的經(jīng)過而輸送的轉(zhuǎn)向角檢測信號而生成轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向角速度(在圖12中由dθ /dt表示)，輸送至泵轉(zhuǎn)速計算部55。泵轉(zhuǎn)速計算部55，使用轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向角速度，計算成為構(gòu)成動力轉(zhuǎn)向液壓回路3的電動液壓泵93的控制目標(biāo)的泵轉(zhuǎn)速。此時，通過以轉(zhuǎn)向角：θ 和轉(zhuǎn)向角速度：dθ /dt作為參數(shù)(變量)的加權(quán)運算而計算每分鐘的泵轉(zhuǎn)速：rpm，該加權(quán)運算式的一個示例為：

rpm=1200+θ ×α +dθ /dt×β

在此，α 是轉(zhuǎn)向角的加權(quán)系數(shù)，β 是轉(zhuǎn)向角速度的加權(quán)系數(shù)。

作為常數(shù)項的“1200”是基本轉(zhuǎn)速，例如，是位于方向盤21的中立區(qū)域時的泵轉(zhuǎn)速。通過該基本轉(zhuǎn)速下的電動液壓泵的驅(qū)動而確保成為對象的動力轉(zhuǎn)向液壓回路90最低限度需要的液壓量，如果是例如齒輪式泵，則實現(xiàn)齒輪的潤滑所要求的液壓的供給。

如能夠根據(jù)上述加權(quán)運算式而理解的，根據(jù)方向盤21的轉(zhuǎn)向角(切削角)和轉(zhuǎn)向角速度的2個變量而推斷必要液壓(流量)，求出所要求的泵轉(zhuǎn)速。各自的加權(quán)系數(shù)，分別作為轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向角速度的函數(shù)的方法得到正確的泵轉(zhuǎn)速。

在圖13中舉例說明轉(zhuǎn)向角與根據(jù)該轉(zhuǎn)向角而推斷的必要泵轉(zhuǎn)速的關(guān)系。另外，在圖14中舉例說明轉(zhuǎn)向角速度與根據(jù)該轉(zhuǎn)向角速度而推斷的必要泵轉(zhuǎn)速的關(guān)系。適合基于這樣的關(guān)系而預(yù)先生成根據(jù)轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向角速度而讀出泵轉(zhuǎn)速的表，預(yù)先設(shè)定于泵轉(zhuǎn)速計算部55。

通過該加權(quán)運算而最終計算出的泵轉(zhuǎn)速輸送至泵控制部56。泵控制部56經(jīng)由驅(qū)動器71而將控制信號輸送至電動液壓泵93的電動機，從而以所接收到的泵轉(zhuǎn)速作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速而驅(qū)動電動液壓泵93。由此，將適合于方向盤21的操作量的液壓供給至動力轉(zhuǎn)向裝置9的動力轉(zhuǎn)向液壓回路90。

作為當(dāng)在泵轉(zhuǎn)速計算部55中計算泵轉(zhuǎn)速時的追加的參數(shù)，使用由充電量計算部54計算的電池B的充電量(SOC)，這也是有益的。即，在充電量變少的情況下，通過將充電量用作降低目標(biāo)泵轉(zhuǎn)速或基本轉(zhuǎn)速或者其雙方的參數(shù)，從而考慮防止電池B耗盡，同時，實現(xiàn)適當(dāng)?shù)碾妱右簤罕?3的使用。

接著，列舉具體的示例而說明該第3實施方式。在此，由于采納如圖3和圖8所示的混合類型的通用拖拉機，因而省略在圖15中示意性地示出的拖拉機的傳動構(gòu)造的說明。

電動發(fā)電機4的控制，即，針對發(fā)動機E的轉(zhuǎn)矩輔助，由構(gòu)筑于動力管理單元5的電動機控制單元7進行。如圖15所示，在該動力管理單元5，還構(gòu)筑有用于動力轉(zhuǎn)向裝置9的控制功能部，即，充電量計算部54、泵轉(zhuǎn)速計算部55、泵控制部56。動力管理單元5與上述的車輛狀態(tài)檢測單元S、用于變速器10中的變速操作的變速控制單元8、用于耕耘裝置W的操作的作業(yè)裝置控制單元99等以能夠通過車載LAN而進行數(shù)據(jù)傳送的方式連接。變速控制單元8和作業(yè)裝置控制單元99經(jīng)由液壓控制單元80而控制液壓設(shè)備。由此，作為用于動力轉(zhuǎn)向裝置9的控制功能部的泵轉(zhuǎn)速計算部55和泵控制部56也可以構(gòu)筑于變速控制單元8或作業(yè)裝置控制單元99，也可以構(gòu)筑于從這些單元獨立的單元。發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的驅(qū)動控制與上述的實施方式同樣。

在圖16中示意性地示出，該拖拉機的動力轉(zhuǎn)向裝置9與在圖1中說明的裝置實質(zhì)上相同。把手柱22由沿車體橫截方向延伸的安裝于車體的固定柱部22b和經(jīng)由傾斜機構(gòu)23而以能夠圍繞搖動軸心搖動的方式連結(jié)至該固定柱部22b的搖動柱部22a構(gòu)成。固定柱部22b和搖動柱部22a是面板構(gòu)造，固定柱部22b是由側(cè)板構(gòu)成的四邊形截面的筒體，搖動柱部22a是覆蓋由側(cè)板和頂板構(gòu)成的上部的筒體。該動力轉(zhuǎn)向液壓回路90的構(gòu)成及其控制保持原樣地沿用使用圖11和圖12來說明的基本原理。動力轉(zhuǎn)向液壓汽缸92裝入作為作業(yè)車的轉(zhuǎn)向輪的前輪2a的轉(zhuǎn)向機構(gòu)。

圖17是該拖拉機的液壓回路系統(tǒng)的液壓回路圖，示出構(gòu)成HMT 12的靜液壓式變速機構(gòu)12A的液壓回路81、將作業(yè)裝置W升降的升降機構(gòu)的液壓回路82以及上述的動力轉(zhuǎn)向液壓回路90，省略主離合器31和變速離合器10a的液壓回路。在靜液壓式變速機構(gòu)12A的液壓回路81，作為液壓供給源，具備通過發(fā)動機E和電動發(fā)電機4的動力而驅(qū)動的斜板控制類型的液壓泵81a和電荷泵82b。利用從液壓泵81a供給的工作油來旋轉(zhuǎn)的液壓電動機的正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度，通過包括斜板控制閥的斜板調(diào)整機構(gòu)對液壓泵的斜板角調(diào)整而變更。在升降機構(gòu)的液壓回路82，作為液壓供給源，具備由電動機M驅(qū)動的升降用電動液壓泵82a，作為操作工具，具備升降桿25。也可以進行計算升降用電動液壓泵82a的旋轉(zhuǎn)量的控制，從而即使在該升降機構(gòu)的液壓回路82中，也基于升降桿25的操作量而只供給必要量的液壓。

此外，在液壓回路系統(tǒng)所包括的各液壓回路中，由各液壓泵81a、82a、93供給的工作油還用作齒輪等的潤滑油，因而即使各操作工具引起的操作量為零或零左右，也以在液壓回路內(nèi)確保一定量(出于潤滑目的等而需要的量)的液壓的程度，使各液壓泵旋轉(zhuǎn)，避免完全停止所引起的不良。

在上述的第3實施方式中，在泵轉(zhuǎn)速計算部55中的基于轉(zhuǎn)向角度的泵轉(zhuǎn)速導(dǎo)出中，也可以追加地采用車輛行駛速度作為其輸入?yún)?shù)。更具體而言，在以輸入?yún)?shù)作為轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向角速度并使用推導(dǎo)泵轉(zhuǎn)速的圖(表)的情況下，能夠采用根據(jù)車輛行駛速度和使用變速位置而變更圖的構(gòu)成。

另外，上述的第3實施方式中的液壓式操作裝置的電動泵控制，不限定于混合驅(qū)動方式的拖拉機(作業(yè)車)，還能夠適用于僅由發(fā)動機驅(qū)動的拖拉機(作業(yè)車)。即，關(guān)于第3實施方式中的液壓式操作裝置的說明，能夠適用于將電動機用于液壓泵的驅(qū)動的通常(非混合)的發(fā)動機驅(qū)動車輛。

接著，以下列舉上述的3個實施方式共同的改變示例。

(1)也可以預(yù)先生成對作業(yè)裝置W的類型及其使用方式分別最佳化的專用圖，以作為為了根據(jù)輸入?yún)?shù)來計算輔助量而使用的圖，適當(dāng)?shù)剡x擇該圖。例如，在動力管理單元5構(gòu)筑有設(shè)定裝配于該作業(yè)車的作業(yè)裝置W的作業(yè)負荷特性的作業(yè)負荷特性設(shè)定部，從作業(yè)負荷特性設(shè)定部讀出實際裝配并利用的作業(yè)裝置W的作業(yè)負荷特性，以該特性作為輔助參數(shù)而給與至負荷信息生成部(負荷量計算部)51。由此，負荷信息生成部51能夠根據(jù)作業(yè)負荷特性而推斷例如從車輛狀態(tài)檢測單元S得到的轉(zhuǎn)速的變動今后伴有哪個程度的負荷變動，能夠生成更正確的負荷信息。

(2)在上述實施方式中，發(fā)動機E和電動發(fā)電機4直接連結(jié)，隨后，裝配離合器31，將動力傳遞至動力傳遞軸30，但也可以代之而將離合器31裝配于發(fā)動機E與電動發(fā)電機4之間。

(3)在上述實施方式中，采用將HMT 12用于變速器10的無級變速，但也可以采用使用多級齒輪式變速裝置的多級變速。

(4)上述的實施方式利用傳感器來檢測操作工具(方向盤21或升降桿25等)的操作量，但也可以采用檢測通過操作工具而位移的其他部件、例如控制閥的滑閥(spool)等的位移那樣的間接的操作量檢測。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明除了拖拉機以外，還能夠適用于乘用插秧機、割草機、聯(lián)合收割機等農(nóng)用作業(yè)車或前端裝載機、反鏟挖土機等土木作業(yè)車。

符號說明

2：行駛裝置

2a：前輪(行駛裝置)

2b：后輪(行駛裝置)

20：運轉(zhuǎn)部

21：方向盤(操作工具)

4：電動發(fā)電機

40：電動機殼體

30：動力傳遞軸

31：離合器

10：變速器

16：變速離合器

5：動力管理單元

51：負荷量計算部

52：輔助計算部

53：運轉(zhuǎn)模式選擇部

54：充電量計算部

55：泵轉(zhuǎn)速計算部

56：泵控制部(液壓泵控制部)

6：發(fā)動機控制單元

60：發(fā)動機控制設(shè)備(共軌)

7：電動機控制單元

70：變換器部

81：液壓泵

9：動力轉(zhuǎn)向裝置(液壓式車輛操作裝置)

90：動力轉(zhuǎn)向液壓回路

91：動力轉(zhuǎn)向控制單元

92：動力轉(zhuǎn)向液壓汽缸(液壓致動器)

93：動力轉(zhuǎn)向電動液壓泵(電動液壓泵)

S：車輛狀態(tài)檢測單元

B：電池

E：內(nèi)燃機

W：作業(yè)裝置

W1：PTO軸

W2：PTO離合器。