(57)【要約】【課題】従来のハイブリッド駆動技術においては、油圧モータと電動発電機とが別個に形成されているため、大きな配置空間が必要な上に、各装置を収納するケースや両装置間のリンク機構も必要となり、車軸駆動装置のコンパクト化が難しく、部品点数が増えて部品コストも増加し、動力伝達ロスも大きい、という問題があった。更に、モータ軸を駆動する動力は、エンジン負荷の大小に関係なく、常にエンジン動力が主体であって電動機動力は補助動力にすぎないため、燃費や排出ガスを十分に低減することができず、省エネ効果が小さい、という問題があった。【解決手段】油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒのモータ軸５８Ｌ・５８Ｒの周囲に電動発電機３４Ｌ・３４Ｒのインナーロータ７５を設け、該インナーロータ７５は、前記モータ軸５８Ｌ・５８Ｒと同一軸心上を一体的に回動可能な連結構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって駆動される油圧ポンプに閉回路を介して流体接続される油圧モータを設け、該油圧モータからの回転動力を車軸に伝達する出力部材を有する作業車両の車軸駆動装置において、前記油圧モータのモータ軸の周囲に電動発電機のインナーロータを設け、該インナーロータは、前記モータ軸と同一軸心上を一体的に回動可能な連結構成としたことを特徴とする作業車両の車軸駆動装置。
【請求項２】
前記モータ軸と出力部材との間に、遊星ギア機構による減速装置を介設することを特徴とする請求項１に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項３】
前記電動発電機は、発電機動作によって制動時や降坂時に発生する回生電力をバッテリに蓄え、該バッテリからの放電電力を使用して電動機動作を行い前記モータ軸を駆動する制御構成とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項４】
前記制御構成において、車両発進時は、油圧モータによる駆動よりも電動発電機の電動機動作による駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、電動発電機の電動機動作のみにより駆動する形式の通常駆動モードと、車両発進時は、電動発電機の電動機動作による駆動よりも油圧モータによる駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、油圧モータによる駆動よりも電動発電機の電動機動作による駆動を主体とする形式の高負荷駆動モードとを設け、該高負荷駆動モードと前記通常駆動モードとの間を、エンジン負荷の大きさに応じて自動で切り替え可能とすることを特徴とする請求項３に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項５】
前記電動発電機の電動機動作のみにより車軸を駆動する場合には、前記閉回路を構成するメイン油路の一対の油路間をバイパスさせることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項６】
前記電動発電機の電気回路にエラーが検出された場合、または前記バッテリからの放電電力が所定レベル以下まで低下した場合は、前記閉回路を構成するメイン油路の一対の油路間のバイパスを閉じることを特徴とする請求項３から請求項５のうちのいずれか一項に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項７】
前記インナーロータは、マグネットを支持部材の外周に配設して構成し、該支持部材は、前記油圧モータから出力部材と反対側に突出するモータ軸の突出部分に固設することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項８】
前記インナーロータは、マグネットを支持部材の外周に配設して構成し、該支持部材は、前記油圧モータから出力部材側に延出するモータ軸の途中部に固設すると共に、前記マグネットは、前記油圧モータを収容する油圧ケースと、該油圧ケースの外周に覆設された電動ケースとの間に配置することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項９】
前記インナーロータは、マグネットのみで構成し、該マグネットは、前記油圧モータのシリンダブロックの外周面に配設することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【請求項１０】
前記油圧モータの油路を内部に形成するセンターセクションは、該油圧モータと前記出力部材との間に介設することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか一項に記載の作業車両の車軸駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと電動機を併用したハイブリッド駆動を、コンパクトかつ動力伝達ロスの小さい構成によって達成可能な、作業車両の車軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンによって駆動される油圧ポンプに閉回路を介して接続される油圧モータを設け、該油圧モータからの回転動力を車軸に伝達する出力部材を有する、乗用芝刈機等の作業車両において、その車軸駆動装置に関する技術は、公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、該技術においては、前記車軸はエンジンからのエンジン動力のみを使用して駆動されるため、発進時等のエンジンの低回転領域では、消費燃料に対する出力トルクの効率（以下、「エンジン効率」とする。）が低く、省エネの観点から好ましくない。そこで、車軸の駆動源として前記エンジンに加えて電動発電機を併用する駆動形式（以下、「ハイブリッド駆動」とする。）が考えられている。
該ハイブリッド駆動においては、油圧モータと、該油圧モータの駆動を補助する電動発電機とを別個に形成し、前記油圧モータからのエンジン動力と電動発電機からの電動機動力とを合成したものが、前記出力部材を介して車軸に伝達される。
該電動発電機は、電動機として車軸を駆動する動作形式（以下、「電動機動作」とする。）、または、発電機として電力を発生する動作形式（以下、「発電機動作」とする。）を行うことができ、前述したような、エンジン効率の悪い低回転領域では、蓄えた電力を使用して電動機動作を行うことにより、油圧モータの駆動を補助し、エンジン効率の良い高回転領域では、発電機動作により、前記電動機動作に必要な電力を発生させる。
【特許文献１】特開２００８−６４１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のハイブリッド駆動技術においては、前述の如く、前記油圧モータと電動発電機とが別個に形成されているため、大きな配置空間が必要な上に、各装置を収納するケースや両装置間のリンク機構も必要となり、車軸駆動装置のコンパクト化が難しく、部品点数が増えて部品コストも増加し、動力伝達ロスも大きい、という問題があった。
更に、モータ軸を駆動する動力は、前述のように、エンジン負荷の大小に関係なく、常にエンジン動力が主体であって電動機動力は補助動力にすぎないため、燃費や排出ガスを十分に低減することができず、省エネ効果が小さい、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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を説明する。
すなわち、請求項１においては、エンジンによって駆動される油圧ポンプに閉回路を介して流体接続される油圧モータを設け、該油圧モータからの回転動力を車軸に伝達する出力部材を有する作業車両の車軸駆動装置において、前記油圧モータのモータ軸の周囲に電動発電機のインナーロータを設け、該インナーロータは、前記モータ軸と同一軸心上を一体的に回動可能な連結構成としたものである。
請求項２においては、前記モータ軸と出力部材との間に、遊星ギア機構による減速装置を介設するものである。
請求項３においては、前記電動発電機は、発電機動作によって制動時や降坂時に発生する回生電力をバッテリに蓄え、該バッテリからの放電電力を使用して電動機動作を行い前記モータ軸を駆動する制御構成とするものである。
請求項４においては、前記制御構成において、車両発進時は、油圧モータによる駆動よりも電動発電機の電動機動作による駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、電動発電機の電動機動作のみにより駆動する形式の通常駆動モードと、車両発進時は、電動発電機の電動機動作による駆動よりも油圧モータによる駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、油圧モータによる駆動よりも電動発電機の電動機動作による駆動を主体とする形式の高負荷駆動モードとを設け、該高負荷駆動モードと前記通常駆動モードとの間を、エンジン負荷の大きさに応じて自動で切り替え可能とするものである。
請求項５においては、前記電動発電機の電動機動作のみにより車軸を駆動する場合には、前記閉回路を構成するメイン油路の一対の油路間をバイパスさせるものである。
請求項６においては、前記電動発電機の電気回路にエラーが検出された場合、または前記バッテリからの放電電力が所定レベル以下まで低下した場合は、前記閉回路を構成するメイン油路の一対の油路間のバイパスを閉じるものである。
請求項７においては、前記インナーロータは、マグネットを支持部材の外周に配設して構成し、該支持部材は、前記油圧モータから出力部材と反対側に突出するモータ軸の突出部分に固設するものである。
請求項８においては、前記インナーロータは、マグネットを支持部材の外周に配設して構成し、該支持部材は、前記油圧モータから出力部材側に延出するモータ軸の途中部に固設すると共に、前記マグネットは、前記油圧モータを収容する油圧ケースと、該油圧ケースの外周に覆設された電動ケースとの間に配置するものである。
請求項９においては、前記インナーロータは、マグネットのみで構成し、該マグネットは、前記油圧モータのシリンダブロックの外周面に配設するものである。
請求項１０においては、前記油圧モータの油路を内部に形成するセンターセクションは、該油圧モータと前記出力部材との間に介設するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、エンジンによって駆動される油圧ポンプに閉回路を介して流体接続される油圧モータを設け、該油圧モータからの回転動力を車軸に伝達する出力部材を有する作業車両の車軸駆動装置において、前記油圧モータのモータ軸の周囲に電動発電機のインナーロータを設け、該インナーロータは、前記モータ軸と同一軸心上を一体的に回動可能な連結構成としたので、ハイブリッド駆動を導入するに際し、油圧モータと電動発電機を一体的に並設することができ、油圧モータと電動発電機の配置空間が小さくて済み、ハイブリッド駆動可能な車軸駆動装置のコンパクト化を容易に図ることができる。更には、前記油圧モータと電動発電機を別々に収納するための多数のケースや、両装置間の長いリンク機構が不要となり、部品点数が減って部品コストが減少すると共に、動力伝達ロスも低減することができる。
請求項２においては、前記モータ軸と出力部材との間に、遊星ギア機構による減速装置を介設するので、減速装置を小さくし、該減速装置付きであっても小型の車軸駆動装置を形成することができ、出力部材から車軸までの伝達経路途中に、通常の多段ギアからなる大きな減速装置を別途に設ける必要がなく、作業車両のコンパクト化を図ることができる。
請求項３においては、前記電動発電機は、発電機動作によって制動時や降坂時に発生する回生電力をバッテリに蓄え、該バッテリからの放電電力を使用して電動機動作を行い前記モータ軸を駆動する制御構成とするので、制動時や降坂時に発生する回生電力を使用して電動機動作を行うことができ、作業車両の運動エネルギーを有効に利用し、大きな省エネ効果を得ることができる。
請求項４においては、前記制御構成において、車両発進時は、油圧モータによる駆動よりも電動発電機の電動機動作による駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、電動発電機の電動機動作のみにより駆動する形式の通常駆動モードと、車両発進時は、電動発電機の電動機動作による駆動よりも油圧モータによる駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、油圧モータによる駆動よりも電動発電機の電動機動作による駆動を主体とする形式の高負荷駆動モードとを設け、該高負荷駆動モードと前記通常駆動モードとの間を、エンジン負荷の大きさに応じて自動で切り替え可能とするので、エンジン負荷が通常の場合は、発進を除く多くの走行状態で、電動発電機による電動機動力のみで作業車両を駆動し、エンジン負荷が設定値よりも大きい場合にのみ、全ての走行状態で、エンジン動力と電動機動力によるハイブリッド駆動を行うことができ、エンジンの稼働時間をきめ細かく制御して消費燃料や排出ガスを著しく低減し、大きな省エネ効果を得ることができる。
請求項５においては、前記電動発電機の電動機動作のみにより車軸を駆動する場合には、前記閉回路を構成するメイン油路の一対の油路間をバイパスさせるので、前記閉回路内の作動油の油圧を低下させて、モータ軸が油圧ポンプや油圧モータから受ける負荷を減少させ、電動機動作時のモータ軸の回転抵抗を小さくすることができ、バッテリからの放電電力を大きな損失なく電動機動作に使用して、更に大きな省エネ効果を得ることができる。
請求項６においては、前記電動発電機の電気回路にエラーが検出された場合、または前記バッテリからの放電電力が所定レベル以下まで低下した場合は、前記閉回路を構成するメイン油路の一対の油路間のバイパスを閉じるので、前記閉回路内の作動油の油圧を正常圧に戻し、油圧モータのみによる駆動を可能にすることができ、たとえ電動機動作が不調・不能で電動発電機が使用できない場合であっても、安定した車軸駆動を確保することができる。
請求項７においては、前記インナーロータは、マグネットを支持部材の外周に配設して構成し、該支持部材は、前記油圧モータから出力部材と反対側に突出するモータ軸の突出部分に固設するので、前記油圧モータのモータ軸上に連設するようにして電動発電機を設け、従来の構造を大きく変更することなく車軸駆動装置を形成することができ、製造コストが低下し、更には、部品の共有化も可能となり、在庫管理が容易となって管理コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
請求項８においては、前記インナーロータは、マグネットを支持部材の外周に配設して構成し、該支持部材は、前記油圧モータから出力部材側に延出するモータ軸の途中部に固設すると共に、前記マグネットは、前記油圧モータを収容する油圧ケースと、該油圧ケースの外周に覆設された電動ケースとの間に配置するので、油圧ケースと電動ケースを内外二重構造に形成することができ、モータ軸の軸長を短くして車軸駆動装置の軸方向長さを短縮し、車軸駆動装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
請求項９においては、前記インナーロータは、マグネットのみで構成し、該マグネットは、前記油圧モータのシリンダブロックの外周面に配設するので、前記マグネットを支持する支持部材を省略すると共に、油圧モータを収容する油圧ケース内に電動発電機を一緒に内蔵することにより、電動発電機を収容する電動ケースも省略することができ、部品点数の減少による部品コストの低減や車軸駆動装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
請求項１０においては、前記油圧モータの油路を内部に形成するセンターセクションは、該油圧モータと前記出力部材との間に介設するので、前記油圧モータのシリンダブロックの回転摺動面を、車軸駆動装置の軸心方向で剛性の高い中央寄りに配置することができ、モータ軸の駆動による振動や騒音を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係わる作業車両の全体構成を示す側面図、図２は作業車両の油圧回路図、図３は第一実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図、図４はハイブリッド駆動制御システムを示すブロック図、図５は各駆動モードの説明図、図６はハイブリッド駆動制御システムの制御手順を示すフローチャート図、図７は第二実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図、図８は第三実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図、図９は第四実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【０００７】
まず、本発明に関わる車軸駆動装置２Ｒ・２Ｌを装備した作業車両１の全体構成について、図１、図２により説明する。
該作業車両１の前後には、前フレーム３と後フレーム４が配置され、該前フレーム３と後フレーム４との間は、枢支軸５によって互いに水平揺動可能に接続されると共に、左右の前輪７Ｌ・７Ｒと左右の後輪８Ｌ・８Ｒによって走行可能に支持されている。なお、前記前輪７Ｌ・７Ｒについての詳しい説明は省略するが、該前輪７Ｌ・７Ｒは、駆動タイプ、従動タイプのいずれでもよく、特に限定されるものではない。
【０００８】
そして、前記後フレーム４上には、駆動源であるエンジン６が搭載され、該エンジン６の背面から後方に突出した出力軸１０は、フライホール１１・出力プーリ１２を介して、ポンプ装置９における油圧ポンプ１４のポンプ軸１３に連結されており、エンジン６からのエンジン動力が、油圧ポンプ１４に入力される。
【０００９】
更に、この後フレーム４の下部に、本発明に関わる左右の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒが、支持フレーム１０８を介して固定されている。該左右の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒは、エンジン動力によって動作する前記油圧ポンプ１４から供給される作動油によって作動する油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒや、バッテリ３３からの放電電力によって作動する電動発電機３４Ｌ・３４Ｒにより駆動され、これにより、前記左右の後輪８Ｌ・８Ｒが回転駆動されるようにしている。
【００１０】
一方、前記前フレーム３上には、前から順に、ステアリングポスト１６と座席１７が設けられ、該ステアリングポスト１６には、前記左右の前輪７Ｌ・７Ｒを旋回させて作業車両１の操向を行うステアリングホイール１５が設けられると共に、ステアリングポスト１６の基部近傍には、変速ペダル１８が配置されている。
【００１１】
前輪７Ｌ・７Ｒの前方にはモア１９が昇降可能に配置され、該モア１９への入力プーリ２４と前記出力プーリ１２との間には、後フレーム４の前後途中部に設けられた方向転換用の第一中間プーリ２１と、前記枢支軸５の下方に上下に連設された第二中間プーリ２２・第三中間プーリ２３とが介設されている。
【００１２】
そして、前記出力プーリ１２から第一中間プーリ２１を介して第二中間プーリ２２との間には伝動ベルト２５が巻回され、前記第三中間プーリ２３と入力プーリ２４との間に伝動ベルト２６が巻回されており、エンジン６からのエンジン動力が、伝動ベルト２５・２６を介して入力プーリ２４に伝達され、そこで、モア入力軸２７が回転して刈取刃２０が回転駆動されるようにしている。
【００１３】
次に、作業車両１の油圧回路２８について、図２により説明する。
該油圧回路２８は、前記ポンプ装置９と左右の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒに加え、これらポンプ装置９と車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒとの間は、二本の油路３０ａ・３０ｂから成るメイン油路３０、前記ポンプ装置９に供給する作動油を貯留する作動油タンク２９、及び前記左右の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒにおける左右の電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの動作等を制御するコントローラ３２等により構成されている。
【００１４】
前記ポンプ装置９の油圧ポンプ１４は可変容積型に、前記車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒの各油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒはいずれも固定容積型に構成されると共に、該左右の油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒは、前記油圧ポンプ１４に対し、メイン油路３０を構成する一対の油路３０ａ・３０ｂを介して互いにパラレルに接続されている。
【００１５】
そして、左右の油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒ間は、連絡油路３８によって接続され、該連絡油路３８を構成する二本の油路３８ａ・３８ｂの一方の油路３８ａが、メイン油路３０の一方の油路３０ａに接続され、他方の油路３８ｂが、メイン油路３０の他方の油路３０ｂに接続されており、油圧ポンプ１４と油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒとの間は、メイン油路３０と連絡油路３８から成る閉回路４７によって接続されている。
【００１６】
前記ポンプ装置９においては、油圧ポンプ１４はポンプケース３６に収容され、該ポンプケース３６には可動斜板３９が枢支されている。そして、該可動斜板３９より延出された図示せぬトラニオン軸に制御軸４０が連結され、該制御軸４０は、外嵌された制御アーム４１や図示せぬリンク機構を介して、前記変速ペダル１８に連動連係されている。
【００１７】
これにより、該変速ペダル１８を踏込み操作すると、前記可動斜板３９の傾角の変更により、油圧ポンプ１４からの作動油の吐出方向と吐出量が設定され、前記閉回路４７を介して左右の油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒに供給される作動油の方向と量が設定される。そして、該油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒにそれぞれ連結された左右の後輪８Ｌ・８Ｒの回転方向と回転速度が設定され、作業車両１の車速と進行方向を自在に制御することができる。
【００１８】
前記ポンプ軸１３と同一軸心上にチャージポンプ４２が配置され、該チャージポンプ４２の吐出ポートは、油路４４からチャージ油路４５を介して、一対のチェック弁４６Ｒ・４６Ｆに接続されており、チャージポンプ４２からの作動油は、吐出ポート、油路４４、チャージ油路４５を介して、前記チェック弁４６Ｒ・４６Ｆのうち低圧側のチェック弁を通じて、前記閉回路４７内に補給される。
【００１９】
一方、前記チャージポンプ４２の吸入ポートには油路４８が接続され、該油路４８はフィルタ４９を介して前記作動油タンク２９に連通されており、該作動油タンク２９からフィルタ４９、油路４８を経由してチャージポンプ４２に作動油が供給されるようにしている。
【００２０】
前記メイン油路３０を構成する二本の油路３０ａ・３０ｂ間には、バイパス回路５０が設けられている。該バイパス回路５０には、前記油路３０ａ・３０ｂ間を連通するバイパス油路５２と、一端部が前記ポンプケース３６の内部空間に開口されたドレン油路５５と、前記バイパス油路５２の途中部に介設された電磁式のバイパス弁５１等が設けられている。
【００２１】
そして、該バイパス弁５１は、２ポート二位置切換式に構成されており、前記バイパス油路５２を遮断し、かつ前記ドレン油路５５もバイパス油路５２に対して遮断する遮断位置５３と、前記バイパス油路５２を連通し、かつ前記ドレン油路５５もバイパス油路５２に対して連通する連通位置５４との間を切り替え可能な構成としている。
【００２２】
また、前記車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒにおいては、それぞれ油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒが油圧ケース５７Ｌ・５７Ｒに収容されると共に、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒには、油圧ポンプ１４からの作動油が、前記メイン油路３０と連絡油路３８を介して供給される。
【００２３】
そして、前記油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒの各モータ軸５８Ｌ・５８Ｒには、それぞれ、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒ、ブレーキ装置６１Ｌ・６１Ｒ、及び減速装置５６Ｌ・５６Ｒが並設され、このうちの減速装置５６Ｌ・５６Ｒは、出力部材６０Ｌ・６０Ｒを介して、前記後輪８Ｌ・８Ｒを支持する車軸５９Ｌ・５９Ｒに連結されている。なお、本実施例では、該車軸５９Ｌ・５９Ｒは、短く構成されているが、長いリンク構造で後輪８Ｌ・８Ｒに連結して駆動するものであってもよく、その構造は、特には限定されない。
【００２４】
以上のような構成において、前記油圧ポンプ１４から作動油が供給されて油圧駆動される油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒからのエンジン動力は、それぞれ、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒからの電動機動力が加算されたり、制動時や降坂時に回生電力に変換された後、減速装置５６Ｌ・５６Ｒにて減速される。そして、この減速動力が、前記出力部材６０から車軸５９Ｌ・５９Ｒに伝達され、前記後輪８Ｌ・８Ｒを回転駆動するようにしている。
【００２５】
次に、前記車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒの具体的構成の第一実施例を、図２、図３により説明する。  
なお、左右の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒは互いに略同一構造を有し、一方が他方に対して１８０度反転された状態で前記前フレーム３の下方に配設されているため、本実施例では、進行方向左側の車軸駆動装置２Ｌについてのみ説明し、進行方向右側の車軸駆動装置２Ｒについての説明は省略する。更に、以下の説明において、作業車両１の進行方向に向かって右側を右方（図３に示す矢印１０９の方向）、その反対側を左方とする。
【００２６】
該車軸駆動装置２Ｌにおいては、油圧モータ３７Ｌを挟んで、右方には、前記電動発電機３４Ｌとブレーキ装置６１Ｌが順に配設され、左方には、前記減速装置５６Ｌと出力部材６０Ｌが順に連設されている。
【００２７】
このうちの油圧モータ３７Ｌにおいては、そのシリンダブロック６７が、油路板６６を介してセンターセクション６５の左鉛直側面に回転摺動自在に付設されると共に、該センターセクション６５には、前記連絡油路３８の油路３８ａ・３８ｂからの作動油が給排されるポート６２・６３や、前記メイン油路３０の油路３０ａからの作動油が給排されるポート６４が形成されている。更に、前記油路板６６には、貫通するようにして図示せぬ一対のキドニーポートが穿設され、該キドニーポートは、前記センターセクション６５内の油路７１・７２に連通され、該油路７１・７２は、前記ポート６２・６３・６４に連通されている。
【００２８】
そして、このような油路板６６と前記センターセクション６５を左右方向に貫通するようにして、前記モータ軸５８Ｌが回転自在に支持されている。該モータ軸５８Ｌの中途部にはスプライン部５８ａが形成され、該スプライン部５８ａに、前記シリンダブロック６７の中心孔が軸方向摺動可能かつ相対回転不能に係合されており、これにより、モータ軸５８Ｌをシリンダブロック６７によって一体的に回動可能としている。
【００２９】
該シリンダブロック６７には、前記キドニーポート上を通過する複数のシリンダ孔６７ａが、シリンダブロック６７の軸心周りの円周上に等間隔に離間して穿設され、該シリンダ孔６７ａ内には、付勢バネ６８が内挿されており、該付勢バネ６８を介して、ピストン６９が、シリンダ孔６７ａ内に往復摺動自在に嵌合されている。
【００３０】
該各ピストン６９は、前記付勢バネ６８によって突出方向に付勢されると共に、各ピストン６９の球面状の突出端６９ａは、油圧モータ３７Ｌを収容する油圧ケース５７Ｌに所定の傾角をもって固定された固定斜板７０のスラストベアリング７０ａに摺接されている。
【００３１】
このような構成において、前述のようにして、前記油圧ポンプ１４からメイン油路３０と連絡油路３８を通ってセンターセクション６５のポート６２・６３・６４より供給された作動油が、センターセクション６５内の油路７１・７２からキドニーポートを介して、シリンダブロック６７内に圧送されると、油圧によってシリンダ孔６７ａ内のピストン６９が突出し、その前記突出端６９ａがスラストベアリング７０ａを押圧する。この際の押圧力は、ピストン６９がスラストベアリング７０ａを滑り降りる側への力に変換され、これにより、該ピストン６９を組み込んだシリンダブロック６７が回転し、該シリンダブロック６７と一緒に前記モータ軸５８Ｌも回転駆動される。
【００３２】
また、前記電動発電機３４Ｌにおいては、前記センターセクション６５の右鉛直側面には、円筒状の電動ケース７３が、その軸心が前記モータ軸５８Ｌの軸心と一致するように固設され、該電動ケース７３の内周面には、ステータコイル７４が取り付けられている。
【００３３】
該ステータコイル７４には、マグネット７５ｂが対向配置され、該マグネット７５ｂは、側面断面視コ字状の支持部材７５ａの外周面に配設され、該支持部材７５ａは、前記油圧モータ３７Ｌから出力部材６０Ｌと反対側に突出する前記モータ軸５８Ｌの突出部分に固設されている。そして、この支持部材７５ａと前記マグネット７５ｂとからインナーロータ７５が構成されており、該インナーロータ７５は、前記モータ軸５８Ｌと同一軸心上を一体的に回動可能な連結構成とされている。
【００３４】
すなわち、エンジン６によって駆動される油圧ポンプ１４に閉回路４７を介して流体接続される油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒを設け、該油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒからの回転動力を車軸５９Ｌ・５９Ｒに伝達する出力部材６０Ｌ・６０Ｒを有する作業車両１の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒにおいて、前記油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒのモータ軸５８Ｌ・５８Ｒの周囲に電動発電機３４Ｌ・３４Ｒのインナーロータ７５を設け、該インナーロータ７５は、前記モータ軸５８Ｌ・５８Ｒと同一軸心上を一体的に回動可能な連結構成としたので、ハイブリッド駆動を導入するに際し、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒと電動発電機３４Ｌ・３４Ｒを一体的に並設することができ、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒと電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの配置空間が小さくて済み、ハイブリッド駆動可能な車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒのコンパクト化を容易に図ることができる。更には、前記油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒと電動発電機３４Ｌ・３４Ｒを別々に収納するための多数のケースや、両装置間の長いリンク機構が不要となり、部品点数が減って部品コストが減少すると共に、動力伝達ロスも低減することができる。
【００３５】
加えて、前記インナーロータ７５は、マグネット７５ｂを支持部材７５ａの外周に配設して構成し、該支持部材７５ａは、前記油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒから出力部材６０Ｌ・６０Ｒと反対側に突出するモータ軸５８Ｌ・５８Ｒの突出部分に固設するので、前記油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒのモータ軸５８Ｌ・５８Ｒ上に連設するようにして電動発電機３４Ｌ・３４Ｒを設け、従来の構造を大きく変更することなく車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒを形成することができ、製造コストが低下し、更には、部品の共有化も可能となり、在庫管理が容易となって管理コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができるのである。
【００３６】
そして、前記ステータコイル７４のコイルエンド７４ａからは、リード線７７が引き出され、該リード線７７は、前記コントローラ３２に接続され、該コントローラ３２には、バッテリ３３が接続されている。これにより、バッテリ３３からの放電電力が、前記リード線７７を介してステータコイル７４に供給され、前記インナーロータ７５が回転駆動されて、電動発電機３４Ｌが電動機動作を行い、制動時や降坂時には、該電動発電機３４Ｌで発生した回生電力が、前記リード線７７からコントローラ３２を介して前記バッテリ３３に送電されて蓄えられる。
【００３７】
また、前記ブレーキ装置６１Ｌにおいては、前記モータ軸５８Ｌの右方突出端にブレーキロータ６１ａが固設され、該ブレーキロータ６１ａは、中間レバー６１ｂの回動によって、図示せぬブレーキパッドが圧接されるように構成すると共に、該中間レバー６１ｂは、前記座席１７近傍に配置した図示せぬブレーキ操作レバーに、リンク機構を介して連動連結されている。
【００３８】
これにより、ブレーキ操作レバーを押し引き操作すると、リンク機構、中間レバー６１ｂ、及びブレーキパッド等を介してブレーキロータ６１ａが制動され、前記減速装置５６Ｌによって減速される前の前記モータ軸５８Ｌに対し、制動力を付与することができる。なお、このブレーキ装置６１Ｌは、このような内拡式のドラムブレーキ以外に、ドラム形のブレーキロータが外部に露出されているバンドブレーキや、ディスクブレーキであってもよく、特に限定されるものではない。
【００３９】
また、前記減速装置５６Ｌは、減速ギア機構７６と、該減速ギア機構７６を収容し前記油圧ケース５７Ｌの左鉛直側面に複数のボルト８１によって締結固定されるギアケース８０等から構成される。
【００４０】
ここで、前記油圧ケース５７Ｌには、貫通孔８３が形成され、該貫通孔８３を通って、前記モータ軸５８Ｌの左方突出端が、ギアケース８０の内部空間に突入されている。そして、この貫通孔８３には、前記モータ軸５８Ｌを軸心周りに回転自在に支持するベアリング８４に加えて、オイルシール部材８５が配設されており、前記油圧ケース５７Ｌ内の空間とギアケース８０内の空間が互いに液密に区画されている。
【００４１】
該ギアケース８０は、前記油圧ケース５７Ｌの左鉛直側面に連結される第一ギアケース７８と、該第一ギアケース７８を挟んで前記油圧ケース５７Ｌに連結される第二ギアケース７９とより構成されている。このうちの第一ギアケース７８は、機体左右方向のいずれにも開口された中空形状であり、その内周面には、第一インターナルギア８６ａと第二インターナルギア８６ｂが一体的に形成されている。前記第二ギアケース７９は、機体右方には開口される一方、機体左方は端壁によって閉塞された中空形状であり、該端壁には、前記出力部材６０Ｌが挿通される貫通孔８７が形成されている。
【００４２】
このようなギアケース８０内に収容される減速ギア機構７６は、互いに対して直列配置された第一遊星ギア機構８２ａと第二遊星ギア機構８２ｂより構成される。このうちの第一遊星ギア機構８２ａには、前記モータ軸５８Ｌの前記左方突出端に相対回転不能に支持された第一サンギア８８ａと、該第一サンギア８８ａの周りを公転可能に第一サンギア８８ａと噛合する第一遊星ギア８９ａと、該第一遊星ギア８９ａを相対回転自在に支持すると共に第一遊星ギア８９ａの公転に従って前記第一サンギア８８ａの周りを公転する第一キャリア９０ａと、前記第一遊星ギア８９ａと噛合する前記第一インターナルギア８６ａとが備えられている。
【００４３】
前記第二遊星ギア機構８２ｂには、前記第一キャリア９０ａに作動連結された第二サンギア８８ｂと、該第二サンギア８８ｂの周りを公転可能に第二サンギア８８ｂと噛合する第二遊星ギア８９ｂと、該第二遊星ギア８９ｂを相対回転自在に支持すると共に第二遊星ギア８９ｂの公転に従って前記第二サンギア８８ｂの周りを公転する第二キャリア９０ｂと、前記第二遊星ギア８９ｂと噛合する前記第二インターナルギア８６ｂとが備えられている。このような構成のため、いずれの遊星ギア機構８２ａ・８２ｂも、並列配置した通常の減速ギアに比べ、小型化が容易な構成となっている。
【００４４】
すなわち、前記モータ軸５８Ｌ・５８Ｒと出力部材６０Ｌ・６０Ｒとの間に、遊星ギア機構８２ａ・８２ｂによる減速装置５６Ｌ・５６Ｒを介設するので、減速装置５６Ｌ・５６Ｒを小さくし、該減速装置５６Ｌ・５６Ｒ付きであっても小型の車軸駆動装置２Ｌ・２Ｒを形成することができ、出力部材６０Ｌ・６０Ｒから車軸５９Ｌ・５９Ｒまでの伝達経路途中に、通常の多段ギアからなる大きな減速装置を別途に設ける必要がなく、作業車両１のコンパクト化を図ることができる。
【００４５】
このようにして、前記モータ軸５８Ｌから伝達されてきた動力は、前記第一遊星ギア機構８２ａから第二遊星ギア機構８２ｂを介することにより減速された後、前記第二キャリア９０ｂに公転動力として伝達される。
【００４６】
また、前記出力部材６０Ｌは、前記第二キャリア９０ｂの第二サンギア８８ｂ周りの公転に伴って軸線回りに回転するように、第二キャリア９０ｂに連結されたフランジ部９１と、該フランジ部９１から機体左方へ延びる出力軸部９２とを有している。そして、該出力軸部９２は、前記第二ギアケース７９の内周面と前記フランジ部９１の外周面との間に配設された第一ベアリング９３と、前記第二ギアケース７９の前記端壁に形成された前記貫通孔８７の内周面と前記出力軸部９２の外周面との間に配設された第二ベアリング９４とによって２点支持されており、これにより、軸線周りに安定的に回転できるように構成されている。
【００４７】
これにより、前記油圧モータ３７Ｌと電動発電機３４Ｌによるハイブリッド駆動により得られた回転動力を、前記減速ギア機構７６によって減速した後、この減速動力を、前記出力軸部９２に連結された車軸５９Ｌを介して後輪８Ｌに伝達することができる。このため、前記油圧モータ３７Ｌや電動発電機３４Ｌに低トルク・高回転型のものを使用することができ、車軸駆動装置２Ｌのコンパクト化を図ることができる。
【００４８】
次に、以上のような車軸駆動装置２Ｌにおけるハイブリッド駆動を行う駆動制御システム９５について、図３乃至図６により説明する。
該駆動制御システム９５には、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒとバイパス弁５１を備え、該電動発電機３４Ｌ・３４Ｒのステータコイル７４・７４と、前記バイパス弁５１のソレノイド５１ａが、前記コントローラ３２に接続されている。
【００４９】
更に、該コントローラ３２には、操作モードや駆動モードを切り替えるためのモード切替具９６、該モード切替具９６により設定された操作モードや駆動モードを検知するモードセンサ１０６、前記エンジン６の始動用のスタータモータ９９の作動の有無を検知する発進センサ１００、前記ポンプ装置９の制御アーム４１に取り付けた加速時計やポテンショメータ等であって油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒへの作動油の吐出方向と吐出量を把握して作業車両１の前後進と加速や制動を検知する方向センサ９７、エンジン６の負荷トルクを検知するトルクセンサ等のエンジン負荷センサ９８、作業車両１の車速を検知する車速センサ１０７、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒを作動させる電気回路内のエラーを検知する電気回路センサ１０１、及び前記バッテリ３３の充電状況を検知するバッテリセンサ１０２が接続されている。なお、エンジン６の負荷としては、前述した負荷トルクだけでなく、スロットル開度に対するエンジン回転数の変化割合等を用いてもよく、そのエンジン負荷の定義については、特に限定されるものではない。
【００５０】
このうちのモード切替具９６には、操作モードや駆動モードを切り替えるため、本実施例のようなレバーやジョグダイヤル等の切替操作具９６ａが設けられており、該切替操作具９６ａを操作することで、エンジン６の負荷が小さい通常走行時の通常駆動モード（位置１０４）と、エンジン６の負荷が大きい高負荷走行時の高負荷駆動モード（位置１０５）との間を、自在に切り替えることができる（以下、「マニュアル操作モード」とする）。更に、該高負荷駆動モードと前記通常走行モードとの間の切り替えを、このような手動による切り替え操作で行うのではなく、エンジン負荷の大小に応じて自動的に切り替える自動操作モード（位置１０３）に設定することができる。
【００５１】
前記切替操作具９６ａを位置１０４にすると、前記マニュアル操作モードにおける通常駆動モードに設定される。すると、前記発進センサ１００からの発進信号、方向センサ９７からの加速制動信号・前後進信号から、作業車両１の走行状態が車両発進・車両移動・作業・車両停止のいずれに該当するかが判断される。そして、このうちの車両発進時は、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒによる駆動トルクよりも電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作による駆動トルクの方が大きい電動発電機主体駆動が選択される。例えば、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒに対する電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの駆動トルク比が３対７となるように設定される。これに対し、車両移動・作業・車両停止時には、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作のみによる電動発電機単独駆動が選択され、高速時の加速性・応答性の面で有利な電動発電機３４Ｌ・３４Ｒのみによる駆動が行われる。
【００５２】
該電動発電機単独駆動では、前記コントローラ３２からバイパス弁５１のソレノイド５１ａに対して、該バイパス弁５１を全開する開度信号を送信し、前記閉回路４７を構成するメイン油路３０の一対の油路３０ａ・３０ｂ間をバイパスさせる。これにより、閉回路４７内の作動油の油圧を低下させ、モータ軸５８Ｌ・５８Ｒが油圧ポンプ１４や油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒから受ける負荷を減少させるようにしている。
【００５３】
すなわち、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作のみにより車軸５９Ｌ・５９Ｒを駆動する場合には、前記閉回路４７を構成するメイン油路３０の一対の油路３０ａ・３０ｂ間をバイパスさせるので、前記閉回路４７内の作動油の油圧を低下させて、モータ軸５８Ｌ・５８Ｒが油圧ポンプ１４や油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒから受ける負荷を減少させ、電動機動作時のモータ軸５８Ｌ・５８Ｒの回転抵抗を小さくすることができ、バッテリ３３からの放電電力を大きな損失なく電動機動作に使用して、更に大きな省エネ効果を得ることができる。
【００５４】
更に、前記切替操作具９６ａを位置１０４から位置１０５に傾動すると、マニュアル操作モードにおける高負荷駆動モードに設定される。すると、前記通常駆動モードの場合と同様にして、作業車両１の走行状態が車両発進・車両移動・作業・車両停止のいずれに該当するかが判断される。そして、このうち、登り坂等での車両発進時には、エンジン負荷が大きいことから、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作による駆動トルクよりも油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒによる駆動トルクの方が大きい油圧モータ主体駆動が選択され、トルクの面で有利な油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒの割合を高めるようにしている。例えば、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒに対する電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの駆動トルク比が７対３となるように設定される。更に、車両移動・作業・車両停止時にも、エンジン負荷が大きいことから、トルクの面で有利な油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒを利用すべく、前記電動発電機単独駆動ではなく、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒにより駆動補助を行う前記電動発電機主体駆動が選択される。
【００５５】
なお、このような高負荷駆動モードにおいては、車両移動が特に高速な場合については、高速時の加速性・応答性の面で有利な電動発電機３４Ｌ・３４Ｒのみによる前記電動発電機単独駆動が選択される。一方、車両停止が特に急な場合については、トルクの面で有利な油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒの割合を高めた前記油圧モータ主体駆動が選択され、作業車両１を、油圧抵抗を利用して急停止することができる。
【００５６】
そして、このような電動発電機単独駆動、電動発電機主体駆動、油圧モータ主体駆動においては、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒからモータ軸５８Ｌ・５８Ｒに与えられる駆動トルクの調整は、前記リード線７７を介してステータコイル７４に供給する駆動電流を、コントローラ３２によって増減させることによって行い、また、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒからモータ軸５８Ｌ・５８Ｒに与えられる駆動トルクの調整は、前記バイパス弁５１の弁開度を、コントローラ３２からソレノイド５１ａに送信する開度信号に基づいて変更し、前記閉回路４７内の油圧を増減させることによって行う。
【００５７】
さらに、この電動発電機単独駆動、電動発電機主体駆動、油圧モータ主体駆動のように電動発電機３４Ｌ・３４Ｒを使用する駆動形式においては、方向センサ９７からの加速制動信号・前後進信号に基づき、作業車両１が制動時や降坂時にあるのか否かが判断され、いずれでもない場合は、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒに対して、電動機動作を行いモータ軸５８Ｌ・５８Ｒを駆動する電動機動作信号を送信する。一方、作業車両１が制動時や降坂時の場合は、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒに対して、発電機動作を行い制動時や降坂時に回生電力を発生させる発電機動作信号を送信する。このようにして発生した回生電力は、前述の如く、リード線７７からコントローラ３２を介して前記バッテリ３３に送電され、該バッテリ３３に前記電動機動作のための電力として蓄えられる。
【００５８】
すなわち、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒは、発電機動作によって制動時や降坂時に発生する回生電力をバッテリ３３に蓄え、該バッテリ３３からの放電電力を使用して電動機動作を行い前記モータ軸５８Ｌ・５８Ｒを駆動する制御構成とするので、制動時や降坂時に発生する回生電力を使用して電動機動作を行うことができ、作業車両１の運動エネルギーを有効に利用し、大きな省エネ効果を得ることができる。
【００５９】
次に、以上のようなハイブリッド駆動制御システム９５における制御手順について、図４乃至図６により説明する。
ハイブリッド駆動制御が開始されると、前記モードセンサ１０６からの操作モード信号と駆動モード信号、発進センサ１００からの発進信号、方向センサ９７からの前後進信号と加速制動信号、エンジン負荷センサ９８からのエンジン負荷信号、車速センサ１０７からの車速信号、電気回路センサ１０１からの回路信号、及び前記バッテリセンサ１０２からの充電信号が、前記コントローラ３２に読み込まれる（ステップＳ１）。
【００６０】
すると、このうちの回路信号と充電信号に基づいて、電気回路のエラーの有無と、バッテリ３３の放電電力のレベルが判断される（ステップＳ２）。電気回路にエラーが認められたり、放電電力が所定レベル以下まで低下した場合には（ステップＳ２、ＹＥＳ）、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作が不調・不能であると判断し、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒのみにより駆動する油圧モータ単独駆動が行われる（ステップＳ１４）。
【００６１】
該油圧モータ単独駆動では、前記コントローラ３２からバイパス弁５１のソレノイド５１ａに対して、該バイパス弁５１を全閉する開度信号を送信し、前記閉回路４７内の作動油の油圧を正常圧に戻し、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒのみによる車両発進・車両移動・作業・車両停止を可能としている。
【００６２】
すなわち、前記電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電気回路にエラーが検出された場合、または前記バッテリ３３からの放電電力が所定レベル以下まで低下した場合は、前記閉回路４７を構成するメイン油路３０の一対の油路３０ａ・３０ｂ間のバイパスを閉じるので、前記閉回路４７内の作動油の油圧を正常圧に戻し、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒのみによる駆動を可能にすることができ、たとえ電動機動作が不調・不能で電動発電機３４Ｌ・３４Ｒが使用できない場合であっても、安定した車軸駆動を確保することができる。
【００６３】
なお、このバイパス弁５１は、電気回路内のエラーや放電電力のレベル低下でソレノイド５１ａが作動しない時でも全閉が可能な弁構造を設けるのが望ましい。例えば、バイパス弁５１のスプール５１ｂをバネ等の弾性部材によって常に閉弁方向に付勢する弁構造を設け、これにより、ソレノイド５１ａに通電できずに電磁力が発生しない場合でも、前記弾性力によってスプール５１ｂが閉弁方向に自動的に摺動し、バイパス弁５１が全閉される。
【００６４】
そして、電気回路にエラーが認められず、放電電力が所定レベルより大きい場合には（ステップＳ２、ＮＯ）、前記操作モード信号に基づいて自動操作モードか否かが判断される（ステップＳ３）。自動操作モードでない場合は（ステップＳ３、ＮＯ）、更に、前記駆動モード信号に基づいて通常駆動モードか否かが判断され（ステップＳ４）、通常駆動モードの場合は（ステップＳ４、ＹＥＳ）、通常駆動モードに設定され（ステップＳ６）、通常駆動モードでない場合は（ステップＳ４、ＮＯ）、高負荷駆動モードに設定される（ステップＳ７）。
【００６５】
自動操作モードの場合には（ステップＳ３、ＹＥＳ）、前記エンジン負荷信号に基づいて、エンジン負荷Ｌが、コントローラ３２に記憶された設定値Ｌｏより大きいか否かが判断され（ステップＳ５）、エンジン負荷Ｌが設定値Ｌｏ以下の場合は（ステップＳ５、ＮＯ）、通常駆動モードに設定され（ステップＳ６）、エンジン負荷Ｌが設定値Ｌｏより大きい場合は（ステップＳ５、ＹＥＳ）、高負荷駆動モードに設定される（ステップＳ８）。
【００６６】
このうちの通常駆動モード（ステップＳ６）に設定されると、前記前後進信号・加速制動信号・発進信号・車速信号に基づいて、走行状態が判断される（ステップＳ７）。停止状態にある作業車両１のスタータモータ９９が作動して発進する場合には（ステップＳ７、ＹＥＳ）、前述した電動発電機主体駆動が選択され（ステップＳ１２）、車両移動・作業・車両停止の場合は（ステップＳ７，ＮＯ）、前述した電動発電機単独駆動が選択される（ステップＳ１１）。
【００６７】
高負荷駆動モード（ステップＳ８）に設定されると、前記車速信号に基づいて、車速が所定車速より大きい高速走行であるか否かが判断され（ステップＳ９）、高速走行の場合は（ステップＳ９、ＹＥＳ）、前記電動発電機単独駆動が選択される（ステップＳ１１）。高速走行でない場合は（ステップＳ９、ＮＯ）、前記前後進信号・加速制動信号・発進信号・車速信号に基づいて、走行状態が判断され（ステップＳ１０）、停止状態にある作業車両１のスタータモータ９９が作動して発進したり、車両移動・作業時の作業車両１が所定減速率を越えて急停止する場合は（ステップＳ１０、ＹＥＳ）、前記油圧モータ主体駆動が選択され（ステップＳ１３）、それ以外の走行状態の場合は（ステップＳ１０、ＮＯ）、前記電動発電機主体駆動が選択される（ステップＳ１２）。
【００６８】
すなわち、以上のように、前記制御構成において、車両発進時は、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒによる駆動よりも電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作による駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作のみにより駆動する形式の通常駆動モードと、車両発進時は、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作による駆動よりも油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒによる駆動を主体とし、車両移動・作業・車両停止時には、油圧モータ３７Ｌ・３７Ｒによる駆動よりも電動発電機３４Ｌ・３４Ｒの電動機動作による駆動を主体とする形式の高負荷駆動モードとを設け、該高負荷駆動モードと前記通常駆動モードとの間を、エンジン負荷の大きさに応じて自動で切り替え可能とするので、エンジン負荷が通常の場合は、発進を除く多くの走行状態で、電動発電機３４Ｌ・３４Ｒによる電動機動力のみで作業車両１を駆動し、エンジン負荷が設定値よりも大きい場合にのみ、全ての走行状態で、エンジン動力と電動機動力によるハイブリッド駆動を行うことができ、エンジンの稼働時間をきめ細かく制御して消費燃料や排出ガスを著しく低減し、大きな省エネ効果を得ることができる。
【００６９】
なお、以下に、車軸駆動装置への電動発電機と油圧モータの組込構造の別実施例について説明するが、減速装置５６Ｌから車軸５９Ｌまでの構造と、ブレーキ装置６１Ｌの構造は、上述の車軸駆動装置２Ｌと同様であるため、説明は省略する。また、同様な部品を使用する場合は、図面には同一符号を記載する。
【００７０】
次に、第二実施例の車軸駆動装置２Ｌａについて、図７により説明する。
該車軸駆動装置２Ｌａは、油圧モータ３７Ｌａを収容する油圧ケース５７Ｌａの外周を、更に電動ケース７３ａで覆い、該電動ケース７３ａと前記油圧ケース５７Ｌａとの間に、電動発電機３４Ｌａを介設して成る内外二重構造を形成したものである。
【００７１】
該車軸駆動装置２Ｌａにおいても、モータ軸５８Ｌａの外周には、ピストン６９を往復摺動自在に嵌合したシリンダブロック６７が、軸方向摺動可能かつ相対回転不能に係合され、該シリンダブロック６７は、油圧ケース５７Ｌａ内に収容されている。
【００７２】
しかし、前記車軸駆動装置２Ｌの場合とは異なり、該油圧ケース５７Ｌａの左鉛直側面は、前記減速装置５６Ｌの第一ギアケース７８には連結されておらず、該第一ギアケース７８には、電動ケース７３ａの左鉛直側面が連結され、該電動ケース７３ａの右鉛直側面には、前記シリンダブロック６７を左鉛直側面に回転摺動自在に付設したセンターセクション６５が連結されている。
【００７３】
前記電動ケース７３ａは、内周面に前記ステータコイル７４を設けると共に、前記油圧ケース５７Ｌａの外周を覆うように配置されている。そして、該油圧ケース５７Ｌａの左鉛直外側面と電動ケース７３ａの右鉛直内側面との間のモータ軸５８Ｌａ上に、前記インナーロータ７５の支持部材７５ａの基部が外嵌固設され、該支持部材７５ａの先部は右方に屈曲され、その屈曲部は、前記油圧ケース５７Ｌａの外周面と電動ケース７３ａの内周面との間の空間に挿入されている。この支持部材７５ａの屈曲部の外周面上に、前記インナーロータ７５のマグネット７５ｂが、前記ステータコイル７４に対向するように配置されている。
【００７４】
これにより、油圧ケース５７Ｌａと電動ケース７３ａから成る内外二重構造が形成され、該内外二重構造に、前記電動発電機３４Ｌａと油圧モータ３７Ｌａが組み込まれている。
【００７５】
すなわち、前記インナーロータ７５は、マグネット７５ｂを支持部材７５ａの外周に配設して構成し、該支持部材７５ａは、前記油圧モータ３７Ｌａから出力部材６０Ｌ側に延出するモータ軸５８Ｌａの途中部に固設すると共に、前記マグネット７５ｂは、前記油圧モータ３７Ｌａを収容する油圧ケース５７Ｌａと、該油圧ケース５７Ｌａの外周に覆設された電動ケース７３ａとの間に配置するので、油圧ケース５７Ｌａと電動ケース７３ａを内外二重構造に形成することができ、モータ軸５８Ｌａの軸長を短くして車軸駆動装置２Ｌａの軸方向長さを短縮し、車軸駆動装置２Ｌａの更なるコンパクト化を図ることができる。
【００７６】
次に、第三実施例の車軸駆動装置２Ｌｂについて、図８により説明する。
該車軸駆動装置２Ｌｂは、前記マグネット７５ｂをシリンダブロック６７の外周面に配設することにより、該シリンダブロック６７を前記支持部材７５ａとして兼用して支持部材７５ａを省略すると共に、単一の油圧ケース５７Ｌｂ内に電動発電機３４Ｌｂと油圧モータ３７Ｌｂを一緒に内蔵することにより、電動ケースまでも省略したものである。
【００７７】
該車軸駆動装置２Ｌｂにおいては、電動発電機３４Ｌｂは、油圧ケース５７Ｌｂの内周面に取り付けられたステータコイル７４と、該ステータコイル７４に対向するようにシリンダブロック６７の外周面に配設されたマグネット７５ｂから構成されている。
【００７８】
これにより、前記車軸駆動装置２Ｌａではマグネット７５ｂの回転支持体として必要とされた支持部材７５ａが不要となり、該支持部材７５ａの替わりに、シリンダブロック６７をマグネット７５ｂの回転支持体として機能させることができる。更に、前記車軸駆動装置２Ｌａではステータコイル７４を取り付けるための固定支持体として必要とされた電動ケース７３ａも不要となり、該電動ケース７３ａの替わりに、油圧ケース５７Ｌｂをステータコイル７４の固定支持体として機能させることができる。
【００７９】
すなわち、前記インナーロータ７５は、マグネット７５ｂのみで構成し、該マグネット７５ｂは、前記油圧モータ３７Ｌｂのシリンダブロック６７の外周面に配設するので、前記マグネット７５ｂを支持する支持部材を省略すると共に、油圧モータ３７Ｌｂを収容する油圧ケース５７Ｌｂ内に電動発電機３４Ｌｂを一緒に内蔵することにより、電動発電機３４Ｌｂを収容する電動ケースも省略することができ、部品点数の減少による部品コストの低減や車軸駆動装置２Ｌｂの更なるコンパクト化を図ることができる。
【００８０】
次に、第四実施例の車軸駆動装置２Ｌｃについて、図９により説明する。
該車軸駆動装置２Ｌｃは、前記車軸駆動装置２Ｌｂと同様に、前記マグネット７５ｂをシリンダブロック６７の外周面に配設することにより、該シリンダブロック６７を前記支持部材７５ａとして兼用して支持部材を省略すると共に、単一の油圧ケース５７Ｌｃ内に電動発電機３４Ｌｃと油圧モータ３７Ｌｃを一緒に内蔵することにより、電動ケースを省略し、それに加えて、油圧モータの油路を内部に形成するセンターセクション１１０を車軸駆動装置２Ｌｃの軸心方向で中央寄りに配置することにより、モータ軸５８Ｌｃの振動や騒音を軽減したものである。
【００８１】
該車軸駆動装置２Ｌｃにおいては、減速ギア機構７６を収容するギアケース８０のうちの第一ギアケース７８の右鉛直側面に、センターセクション１１０が複数のボルト８１によって締結固定され、更に、該センターセクション１１０の右鉛直側面に、油圧モータ３７Ｌｃのシリンダブロック６７が油路板６６を介して回転摺動自在に付設されている。
【００８２】
該シリンダブロック６７の外周面には、前記車軸駆動装置２Ｌｂと同様に、マグネット７５ｂが配設され、該マグネット７５ｂに対向するようにして、油圧ケース５７Ｌｃの内周面にステータコイル７４が取り付けられ、該ステータコイル７４と前記マグネット７５ｂから電動発電機３４Ｌｃが構成されている。
【００８３】
これにより、前記車軸駆動装置２Ｌ・２Ｌａ・２Ｌｂでは、それぞれ油圧モータ３７Ｌ・３７Ｌａ・３７Ｌｂよりも外側に配設していたセンターセクション６５が、本実施例のセンターセクション１１０の場合は、油圧モータ３７Ｌｃと出力部材６０Ｌとの間に配設することができる。
【００８４】
すなわち、前記油圧モータ３７Ｌｃの油路を内部に形成するセンターセクション１１０は、該油圧モータ３７Ｌｃと前記出力部材６０Ｌとの間に介設するので、前記油圧モータ３７Ｌｃのシリンダブロック６７の回転摺動面を、車軸駆動装置２Ｌｃの軸心方向で剛性の高い中央寄りに配置することができ、モータ軸５８Ｌｃの駆動による振動や騒音を軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、エンジンによって駆動される油圧ポンプに閉回路を介して流体接続される油圧モータを設け、該油圧モータからの回転動力を車軸に伝達する出力部材を有する作業車両の、全ての車軸駆動装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明に係わる作業車両の全体構成を示す側面図である。
【図２】作業車両の油圧回路図である。
【図３】第一実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図４】ハイブリッド駆動制御システムを示すブロック図である。
【図５】各駆動モードの説明図である。
【図６】ハイブリッド駆動制御システムの制御手順を示すフローチャート図である。
【図７】第二実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図８】第三実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【図９】第四実施例の車軸駆動装置の背面一部断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  作業車両
２Ｌ・２Ｒ・２Ｌａ・２Ｌｂ・２Ｌｃ  車軸駆動装置
６  エンジン
１４  油圧ポンプ
３０  メイン油路
３０ａ・３０ｂ  油路
３２  コントローラ
３３  バッテリ
３４Ｌ・３４Ｒ  電動発電機
３７Ｌ・３７Ｒ・３７Ｌａ・３７Ｌｂ・３７Ｌｃ  油圧モータ
４７  閉回路
５６Ｌ・５６Ｒ  減速装置
５７Ｌａ  油圧ケース
５８Ｌ・５８Ｒ・５８Ｌａ  モータ軸
５９Ｌ・５９Ｒ  車軸
６０Ｌ・６０Ｒ  出力部材
６７  シリンダブロック
７３ａ  電動ケース
７５  インナーロータ
７５ａ  支持部材
７５ｂ  マグネット
８２ａ・８２ｂ  遊星ギア機構
１１０  センターセクション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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