(57)【要約】【課題】作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置に関し、簡素な構成でエネルギ変換効率が良く、燃費を改善できるとともに、エンジンと電動発電機との出力の作業装置への動力の利用を工夫するようにする。【解決手段】  エンジン１及び電動発電機３の動力を、変速機４を介して伝達することで走行するハイブリッド式車両に、バッテリ１１と、バッテリ充電量算出手段３４と、断接手段２と、作業装置１２と、変速機４から動力を取出して作業装置１２に伝達する動力取出装置５と、断接手段２を断接制御する断接制御手段３３と、作業装置１２の要求トルクを算出する要求トルク算出手段３６と、要求トルクに応じて、電動発電機３の出力トルクでは要求トルクが不足するときに、エンジン１により該不足分のトルクを出力するように制御する制御手段３０とを備えた。【選択図】図１
2011093474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及び電動発電機の動力を、変速機を介して駆動軸に伝達して走行するハイブリッド式車両に備えられ、
前記電動発電機に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリの充電量を算出するバッテリ充電量算出手段と、
前記エンジンから前記変速機に伝達される駆動力を断接可能にする断接手段と、
前記ハイブリッド式車両に架載された作業装置と、
前記変速機から動力を取出して前記作業装置に伝達する動力取出装置と、
前記バッテリ充電量算出手段によって算出された充電量に応じて、前記断接手段を断接制御する断接制御手段と、
前記作業装置の要求トルクを算出する要求トルク算出手段を備え、前記要求トルク算出手段により算出された要求トルクに応じて、前記電動発電機の出力トルクでは前記要求トルクが不足するときに、前記エンジンにより該不足分のトルクを出力するように制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする、作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置。
【請求項２】
前記作業装置に伝達する動力を、前記電動発電機の動力のみとした第１駆動モードと、前記電動発電機と前記エンジンとの双方の動力とした第２駆動モードと、前記エンジンの動力のみとした第３駆動モードとを有し、
前記制御手段は、前記充電量が第１の閾値よりも高い場合は前記第１駆動モードに設定し、前記充電量が前記第１の閾値よりも低いが第２の閾値よりも高い場合は前記第２駆動モードに設定し、前記充電量が前記第２の閾値よりも低い場合は前記第３駆動モードに設定する駆動モード設定手段を備えるとともに、
前記断接制御手段が設定された前記各駆動モードに応じて前記断接手段を断接制御する
ことを特徴とする請求項１記載の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記駆動モード設定手段が、駆動モードを前記第２駆動モードに設定した場合に、前記要求トルクに応じて、前記エンジンの動力と前記電動発電機の動力との配分率を設定するトルク配分率設定手段を備える
ことを特徴とする請求項２記載の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置。
【請求項４】
前記要求トルクが、前記電動発電機の最大出力トルクよりも大きい場合において、
前記制御手段は、
前記充電量が前記第２の閾値よりも高い場合は、駆動モードを第２駆動モードに設定するとともに、前記トルク配分率設定手段が前記電動発電機の動力を前記最大出力トルクに設定し、
前記充電量が前記第２の閾値よりも低い場合は、駆動モードを第３駆動モードに設定する
ことを特徴とする請求項３記載の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記駆動モード設定手段が、駆動モードを前記第１駆動モードに設定した場合に、前記エンジンの作動を停止する
ことを特徴とする請求項２又は３記載の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記駆動モード設定手段が、駆動モードを前記第３駆動モードに設定した場合に、前記電動発電機を発電機として作動させる
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機から動力取出装置（ＰＴＯ機構）によって取出して伝達された動力で稼動する作業装置を備えたハイブリッド式車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高所作業車等の作業車両の車体に架載した作業装置を駆動する方式として、走行用エンジンを作動させ、この動力を取出して作業装置を駆動するいわゆるＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ  Ｔａｋｅ  Ｏｆｆ）方式や、車体のＰＴＯの架装部にバッテリを設け、この架装部のバッテリにより作動する電動モータで油圧ポンプを駆動し、これにより発生する油圧により作動するアクチュエータによって作業装置を駆動する方式が知られている。
【０００３】
しかしながら、前者の走行用エンジンを用いる方式では、作業装置の駆動時に走行用エンジンの作動音が騒音となるため、作業現場の周辺環境や作業者の労働環境に影響を及ぼし好ましくない。また、後者の架装部のバッテリを用いる方式では、製造コストの上昇を招来する他、車両重量の増加による走行時の燃費悪化を招く課題がある。
このような課題を解決する技術として、特許文献１には、走行用モータを有するハイブリッド式車両に作業装置を架載した作業用車両において、作業装置のアクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプを駆動するために作業装置用モータを別個に備え、この作業装置用モータへの電力として、走行用モータに使用するバッテリに充電された電力を用いるよう構成したものが開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、バッテリの共有化によって、架載部のバッテリは不要になるものの、エンジン出力（運動エネルギ）により発電機として機能する走行用モータを駆動して発電（電気エネルギへ変換）し、この発電した電力をバッテリに蓄電した後に、この電力を用いて作業装置用モータを駆動する（電気エネルギから運動エネルギへ変換）ため、エネルギの変換ロスが多くなり、エネルギ変換効率が悪く、それに伴う燃費の悪化を招くという課題がある。
【０００５】
また、走行用モータとは別個に作業装置用モータを設けるため、車両重量増や製造コスト増を招くといった課題もある。
そこで、走行用エンジンと走行用モータを有するハイブリッド式車両に作業装置を架載した作業用車両において、走行用エンジンと走行用モータとが入力される変速機に、動力取出装置を付設して、動力取出装置により取り出された動力を用いて作業装置のアクチュエータを駆動するよう構成したものが提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３１３４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２６１４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のように、走行用エンジンと走行用モータとを有するハイブリッド式車両に作業装置を架載した作業用車両において、変速機に動力取出装置を付設した場合、走行用エンジンの出力と走行用モータの出力とをどのように利用して作業装置のトルク要求を満たすかが新たな課題となる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成でエネルギ変換効率が良く、燃費を改善できるとともに、エンジンと走行用モータ（電動発電機）との出力の作業装置への動力の利用を工夫した、作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置は、エンジン及び電動発電機の動力を、変速機を介して駆動軸に伝達して走行するハイブリッド式車両に備えられ、前記電動発電機に電力を供給するバッテリと、前記バッテリの充電量を算出するバッテリ充電量算出手段と、前記エンジンから前記変速機に伝達される駆動力を断接可能にする断接手段と、前記ハイブリッド式車両に架載された作業装置と、前記変速機から動力を取出して前記作業装置に伝達する動力取出装置と、前記バッテリ充電量算出手段によって算出された充電量に応じて、前記断接手段を断接制御する断接制御手段と、前記作業装置の要求トルクを算出する要求トルク算出手段を備え、前記要求トルク算出手段により算出された要求トルクに応じて、前記電動発電機の出力トルクでは前記要求トルクが不足するときに、前記エンジンにより該不足分のトルクを出力するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記作業装置に伝達する動力を、前記電動発電機の動力のみとした第１駆動モードと、前記電動発電機と前記エンジンとの双方の動力とした第２駆動モードと、前記エンジンの動力のみとした第３駆動モードとを有し、前記制御手段は、前記充電量が第１の閾値よりも高い場合は前記第１駆動モードに設定し、前記充電量が前記第１の閾値よりも低いが第２の閾値よりも高い場合は前記第２駆動モードに設定し、前記充電量が前記第２の閾値よりも低い場合は前記第３駆動モードに設定する駆動モード設定手段を備えるとともに、前記断接制御手段が設定された前記各駆動モードに応じて前記断接手段を断接制御するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記駆動モード設定手段が、駆動モードを前記第２駆動モードに設定した場合に、前記要求トルクに応じて、前記エンジンの動力と前記電動発電機の動力との配分率を設定するトルク配分率設定手段を備えるようにしてもよい。
また、前記要求トルクが、前記電動発電機の最大出力トルクよりも大きい場合において、前記制御手段は、前記充電量が前記第２の閾値よりも高い場合は、駆動モードを第２駆動モードに設定するとともに、前記トルク配分率設定手段が前記電動発電機の動力を前記最大出力トルクに設定し、前記充電量が前記第２の閾値よりも低い場合は、駆動モードを第３駆動モードに設定するようにしてもよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記駆動モード設定手段が、駆動モードを前記第１駆動モードに設定した場合に、前記エンジンの作動を停止するようにしてもよい。
また、前記制御手段は、前記駆動モード設定手段が、駆動モードを前記第３駆動モードに設定した場合に、前記電動発電機を発電機として作動させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置によれば、エンジンの動力（運動エネルギ）を作業装置に直接的に伝達することができるため、走行用モータとは別個に作業装置用モータを備えた従来の構成に比べ、エンジンの動力（運動エネルギ）を電気エネルギに変換する必要が無くなり、エネルギの変換に伴うエネルギ損失を低減できるほか、作業装置の稼動時における燃費も改善することができる。
【００１３】
また、走行用モータとは別個に作業装置用モータを備える必要が無くなるため、車両自体の重量が軽減されることで、走行時の燃費を改善できるほか、車両の製造コストも削減することができる。
また、電動発電機の出力トルクでは前記要求トルクが不足する場合は、その不足分をエンジンで出力するように制御するので、作業装置の動力は電動発電機により賄える限り電動発電機の動力が利用されることになり、エンジンの作動頻度を抑えて、騒音や排気を抑制しながら作業を行なうことができる。
【００１４】
この場合、バッテリの充電状態（バッテリ充電量ＳＯＣ）に応じて、適宜、エンジンと走行用モータとの動力の選択を行うことにより、バッテリ充電量ＳＯＣが低下した状態でも、エンジンの動力のみを用いることでバッテリ充電量ＳＯＣの過剰な低下を抑えながら作業装置の稼動を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業装置を架載したハイブリッド式車両の駆動系と制御装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業装置に動力を伝達するＰＴＯ装置（動力取出装置）を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るハイブリッド式車両の制御装置の制御内容を示すフローチャート（前段）である。
【図４】本発明の一実施形態に係るハイブリッド式車両の制御装置の制御内容を示すフローチャート（後段）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面により、本発明の実施形態について説明する。
図１〜４は本発明の一実施形態を説明するもので、図１はその作業装置を架載したハイブリッド式車両の駆動系と制御装置を示すブロック図、図２はその作業装置に動力を伝達するＰＴＯ装置を示すブロック図、図３，４はその制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【００１７】
まず、図１，２を用いて、本発明の一実施形態に係るハイブリッド式車両の駆動系から説明する。
［ハイブリッド式車両の駆動系の詳細］
本実施形態にかかるハイブリッド式車両（以下、車両という）の駆動系は、図１に示すように、走行用エンジン（内燃機関）１と、クラッチ装置（断接手段、単にクラッチともいう）２と、走行用モータ（電動発電機）３と、機械式自動変速機（変速機）４と、プロペラシャフト２０と、差動装置２１と、左右の駆動輪２２Ｒ，２２Ｌと、インバータ１０と、バッテリ１１と、ＰＴＯ装置（動力取出装置）５と、作業装置１２とを備えている。
【００１８】
エンジン１は、詳細を後述する車両制御ＥＣＵ（制御手段）３０のエンジン制御部３１によって、車両の運転状態や作業装置１２の稼動状態に応じた動力を生ずるように燃焼制御されている。また、エンジン１の出力軸は、クラッチ装置２によって走行用モータ３の回転軸（入力側）と断接可能に構成されている。
クラッチ装置２には、油圧により断接作動する摩擦クラッチが備えられ、図示しないクラッチ装置２用の油圧ポンプによって作動油が供給されることで、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とを断接制御するよう構成されている。このクラッチ装置２は、車両制御ＥＣＵ３０のクラッチ装置制御部（断接制御手段）３３から作動信号が出力されることによって、断接制御が適宜おこなわれるようになっている。      
【００１９】
走行用モータ３は、その回転軸の出力側が、機械式自動変速機４の入力軸４１と接続されており、バッテリ１１に蓄えられた直流電力が、インバータ１０によって交流電力に変換されて供給されることにより駆動源（走行用モータ３）として作動する。
機械式自動変速機４は、図２に示すように、走行用モータ３の回転軸（出力側）に接続された入力軸４１と、カウンタ軸４３と、プロペラシャフト２０に接続された出力軸４２とを備えている。また、入力軸４１とカウンタ軸４３との間には、エンジン１及び走行用モータ３から出力された動力を伝達する入力ギヤ４４ａ,４４ｂが設けられている。また、カウンタ軸４３と出力軸４２との間には、所定の変速段毎に噛合う複数の変速ギヤ対４５の組み合わせが設けられている。また、カウンタ軸４３には、詳細を後述するＰＴＯ装置５に動力を出力する出力ギヤ４３ａが設けられている。
【００２０】
プロペラシャフト２０は、機械式自動変速機４の出力軸４２と接続されおり、エンジン１及び走行用モータ３の動力が、このプロペラシャフト２０から差動装置２１を介して左右の駆動輪２２Ｌ，２２Ｒに伝達されるように構成されている。
従って、クラッチ装置２が車両制御ＥＣＵ３０のクラッチ装置制御部３２によって接続制御されるときは、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とが接続されることにより、エンジン１及び走行用モータ３の動力が、機械式自動変速機４で適切な回転速度に変速調整された後に、プロペラシャフト２０から差動装置２１を介して左右の駆動輪２２Ｌ，２２Ｒへと伝達されるようになっている。
【００２１】
一方、クラッチ装置２が切断制御されているときには、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とが切断され、走行用モータ２の動力のみが機械式自動変速機４で適切な回転速度に変速調整された後に、プロペラシャフト２０から差動装置２１を介して左右の駆動輪２２Ｌ，２２Ｒへと伝達されるようになっている。
また、走行用モータ３は、車両が減速する際は、発電機として作動する。すなわち、減速時に生じる駆動輪２２Ｌ，２２Ｒの運動エネルギは、差動装置２１，プロペラシャフト２０，機械式自動変速機４を介し走行用モータ３に伝達され、交流電力へと変換される。
【００２２】
そして、この交流電力はインバータ１０で直流電力に変換された後、バッテリ１１に蓄電されることにより、駆動輪２２Ｌ，２２Ｒの運動エネルギは電気エネルギとして回生されるようになっている。
また、走行用モータ３は、バッテリ１１の充電状態（以下、バッテリ充電量ＳＯＣという）が、詳細を後述する車両制御ＥＣＵ３０のバッテリ制御部３４によって所定値（第２の下限値）以下と算出された場合も、発電機として作動する。この場合、クラッチ装置２は接続制御され、エンジン１の駆動力の一部を用いて走行用モータ３を駆動することにより発電が行われる。その後、この発電された交流電力はインバータ１０によって直流電力に変換した後に、バッテリ１１に蓄電されるようになっている。
【００２３】
ＰＴＯ装置（動力取出装置）５は、図２に示すように、機械式自動変速機４の側面に突出して設けられ、エンジン１及び走行用モータ３から機械式自動変速機４に伝達された動力を取出すもので、ＰＴＯギヤ５１と、ＰＴＯ入力軸５２と、ＰＴＯクラッチ装置（第２断接手段、単にＰＴＯクラッチともいう）５３と、ＰＴＯ出力軸５４とを備えている。
ＰＴＯギヤ５１は、ＰＴＯ入力軸５２の一端に設けられ、機械式自動変速機４内のカウンタ軸４３に設けられた出力ギヤ４３ａと常時噛み合うことで、エンジン１及び走行用モータ３から伝達される動力を取出して、ＰＴＯ入力軸５２に伝達するように構成されている。
【００２４】
ＰＴＯクラッチ装置５３は、摩擦多板式の油圧クラッチであり、ＰＴＯ入力軸５２とＰＴＯ出力軸５４との間に介装されている。また、ＰＴＯクラッチ装置５３は、図示しないＰＴＯクラッチ装置５３用の油圧ポンプから作動油が供給されることにより、ＰＴＯ入力軸５２とＰＴＯ出力軸５４とを接続状態にして、ＰＴＯ出力軸５４に伝達されたエンジン１及び走行用モータ３からの動力をＰＴＯ出力軸５４へと伝達するように構成されている。
【００２５】
また、ＰＴＯクラッチ装置５３は、車両制御ＥＣＵ３０のＰＴＯクラッチ制御部３５から制御信号が出力されることにより、その断接制御が実行されるように構成されている。
ＰＴＯ出力軸５４は、詳細を後述する作業装置１２内の作動油ポンプ１２ｐと接続されており、ＰＴＯクラッチ装置５３が接続状態のときに、この作業装置用の作動油ポンプ１２ｐに動力を伝達するように構成されている。
【００２６】
作業装置１２は、例えば作動油を供給する作動油ポンプ１２ｐを備えた図示しない高所作業装置等が架載されており、機械式自動変速機４からＰＴＯ装置５によって取出された動力が、この作動油ポンプ１２ｐに伝達され、アクチュエータ１２ｄに作動油が供給されるようにすることで、作業装置１２が稼動するように構成されている。なお、作業装置１２は必ずしも作動油ポンプ１２ｐ等の流体圧力で稼動するものに限られず、例えばコンプレッサ等のエア圧力で稼動するものでもよい。
【００２７】
また、作業装置１２の操作部１２ａには、操作レバー１２ｂが備えられており、作業者による操作レバー１２ｂの操作量に応じて、エンジン１や走行用モータ３の動力がＰＴＯ装置５を介して作業装置１２の作動油ポンプ１２ｐに伝達されるように構成されている。この操作レバー１２ｂの操作量は、車両制御ＥＣＵ３０の要求トルク算出部３６に出力されるようになっている。
【００２８】
また、操作部１２ａには、作業装置稼動ボタン１２ｃが備えられており、作業者がこの作業装置稼動ボタン１２ｃをＯｎ操作することにより、車両制御ＥＣＵ３０内のＰＴＯクラッチ装置制御部３６に信号が出力され、ＰＴＯクラッチ装置５３が接続制御されるように構成されている。また、Ｏｆｆ操作がなされた場合は、ＰＴＯクラッチ装置５３は切断制御がされるように構成されている。
【００２９】
また、作業装置１２には、図示しない操作量検出センサが設けられており、作業者による操作レバー１２ｂの操作量を検出して、この操作量を車両制御ＥＣＵ３０の要求トルク算出部３６に出力するように構成されている。なお、ここでいう操作量とは、作業者が操作レバー１２ｂを所定の方向に操作（例えば、操作レバー１２ｂが作業者に対して、左右方向に操作可能な場合は、左右いずれか一方へ操作レバー１２ｂを操作）した場合の、操作レバー１２ｂの移動量をいう。
【００３０】
［ハイブリッド式車両の制御装置の詳細］
以下、図１を用いて、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置について説明する。
本実施形態に係る車両制御ＥＣＵ３０は、公知のＣＰＵやＲＯＭから構成されており、エンジン制御部（エンジン制御手段）３１と、インバータ制御部（電動発電機制御手段）３２と、クラッチ装置制御部（断接制御手段）３３と、バッテリ制御部（充電状態算出手段）３４と、ＰＴＯクラッチ装置制御部３５と、要求トルク算出部（要求トルク算出手段）３６と、駆動モード設定部（駆動モード設定手段）３７と、トルク配分率設定部（トルク配分率設定手段）３８とを機能要素として備えている。なお、これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアに設けたものとして説明するが、それぞれ又は一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００３１】
エンジン制御部３１は、エンジン１の始動・停止制御を行うほか、図示しないアクセルペダルの踏込み量に応じた車両の走行に必要なエンジン１の出力トルクや、詳細を後述する要求トルク算出部３６によって算出された要求トルク量をエンジン１が出力するように、エンジン１の燃料噴射量や噴射時期などのエンジン１自体の各種制御を行うものである。
【００３２】
インバータ制御部３２は、走行用モータ３が要求トルク算出部３６によって算出された要求トルク量を出力するようにインバータ１０を制御することで、走行用モータ３を駆動源（モータ）として作動させるとともに、後述するバッテリ制御部３４によって、バッテリ充電量ＳＯＣが所定値（第２の下限値）以下と算出された場合は、走行用モータ３を発電機として作動させる切替え制御を行うものである。
【００３３】
バッテリ制御部３４は、バッテリ１１に設けられた図示しない各種電圧センサや温度センサの検出結果に基づいて、バッテリ１１のバッテリ充電量ＳＯＣを算出し、この算出結果を後述する駆動モード設定部３７に出力する。
ＰＴＯクラッチ装置制御部３５は、作業者による作業装置稼動ボタン１２ｃのＯｎ／Ｏｆｆ操作に応じてＰＴＯクラッチ装置５３を断接制御するものである。作業装置稼動ボタン１２ｃがＯｎ操作された場合は、ＰＴＯクラッチ装置５３に接続信号を出力することで、ＰＴＯ入力軸５２とＰＴＯ出力軸５４とを接続状態に制御する。一方で、作業装置稼動ボタン１２ｃがＯｆｆ操作された場合は、ＰＴＯクラッチ装置５３に切断信号を出力することで、ＰＴＯ入力軸５２とＰＴＯ出力軸５４とを切断状態に制御する。
【００３４】
要求トルク演算部３６は、作業装置１２から出力される操作レバー１２ｂの操作量に基づいて、作業装置１２を稼動させるのに必要な要求トルク量（Ｒｔ）を演算するものである。なお、必要な要求トルク量（Ｒｔ）とは、操作レバー１２ｂの操作量に応じて、作業装置１２の作動油ポンプ１２ｐにＰＴＯ装置５を介して伝達されるべき動力であって、エンジン１の出力トルク（Ｅｔ），走行用モータ３の出力トルク（Ｍｔ）若しくは、これら双方の出力トルクを加算した出力トルク（Ｅｔ＋Ｍｔ）をいう。また、この算出された要求トルク量（Ｒｔ）は、後述する駆動モード設定部３７に出力される。
【００３５】
駆動モード設定部３７には、駆動モードとして、走行用モータ３の動力のみを作業装置１２に伝達する「第１の駆動モード」と、エンジン１と走行用モータ３の双方の動力を作業装置１２に伝達する「第２の駆動モード」と、エンジン１の動力のみを作業装置１２に伝達する「第３の駆動モード」とが予め記憶されている。また、バッテリ充電量ＳＯＣについて予め定めた所定の値として、第１の下限値（第１の閾値）と、この第１の下限値よりも低い第２の下限値（第２の閾値）とが記憶されている。そして、この第１の下限値と第２の下限値とを、前述のバッテリ制御部３４から出力されたバッテリ充電量ＳＯＣと比較することで、適宜、バッテリ充電量ＳＯＣの状態に応じた最適な駆動モードの設定を行うものである。なお、ここで最適な駆動モードの設定とは、バッテリ充電量ＳＯＣが第１の下限値（第１の閾値）以上の場合は、第１の駆動モードに設定することをいう。また、バッテリ充電量ＳＯＣが第１の下限値（第１の閾値）よりも小さいが、第２の下限値（第２の閾値）以上の場合は、第２の駆動モードに設定することをいう。また、バッテリ充電量ＳＯＣが第２の下限値（第２の閾値）よりも小さい場合は、第３の駆動モードに設定することをいう。また、本実施形態における第１の下限値とは、バッテリ充電量ＳＯＣが５５％の値をいい、第２の下限値とは、バッテリ充電量ＳＯＣが４５％の値をいう。
【００３６】
また、駆動モード設定部３７は、駆動モードを第１の駆動モードに設定した場合は、要求トルク量（Ｒｔ）を走行用モータ３の出力トルク（Ｍｔ）としてインバータ制御部３２に出力し、第２の駆動モードに設定された場合は、要求トルク（Ｒｔ）を後述するトルク配分率設定部３８に出力し、第３の駆動モードに設定した場合は、要求トルク量（Ｒｔ）をエンジン１の出力トルク（Ｅｔ）としてエンジン制御部３１に出力する。
【００３７】
トルク配分率設定部３８は、前述の駆動モード設定部３７によって、駆動モードが第２の駆動モードに設定された場合に、エンジン１が出力すべきトルク量（Ｅｔ）と、走行用モータ３が出力すべきトルク量（Ｍｔ）との配分率を設定するものである。このトルク配分率の設定は、要求トルク量（Ｒｔ）に応じて予め定められたエンジン１と走行用モータ３とのトルク配分率（Ｅｒ，Ｍｒ）のマップ（図示しない）から、エンジン１のトルク配分率（Ｅｒ）と走行用モータ２のトルク配分率（Ｍｒ）を読取ることで実行される。また、設定されたトルク配分率（Ｅｒ，Ｍｒ）に要求トルク量（Ｒｔ）を乗じて得られた、エンジン１の出力トルク量（Ｒｔ×Ｅｒ）と、走行用モータ３の出力トルク量（Ｒｔ×Ｍｒ）は、それぞれエンジン制御部３１とインバータ制御部３２とに出力される。
【００３８】
クラッチ装置制御部３３は、駆動モード設定部３７による各駆動モードの設定に応じて、クラッチ装置２を断接制御するものである。すなわち、駆動モード設定部３７によって、駆動モードが第１の駆動モードに設定された場合は、クラッチ装置２に切断信号を出力することで、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とを切断状態に制御する。一方、駆動モードが第２の駆動モード若しくは、第３の駆動モードに設定された場合は、クラッチ装置２に接続信号を出力することで、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とを接続状態に制御する。
【００３９】
本発明の一実施形態にかかる作業装置付きハイブリッド式車両の制御装置は、上述のように構成されているので、例えば図３，４に示すフローに従って制御が実施される。
まず、ステップＡ１０では、作業装置稼動ボタン１２ｃのＯｎ/Ｏｆｆ操作信号が、車両制御ＥＣＵ３０のＰＴＯ装置制御部３５に取り込まれる。ここで、Ｏｎ操作信号が受信された場合は、ステップＡ１５へと進み、Ｏｆｆ操作信号が受信された場合はステップＣ１０へと進む。
【００４０】
ステップＡ１５では、作業装置１２が稼動中であるか又は、停止中であるかの稼動判定が実施される。ここで、稼動判定フラグＦは、作業装置１２の図示しないセンサからの信号に基づいて、作業装置１２が稼働中と判定されたときには値１に設定され、作業装置１２が停止中と判定されたときには値０に設定される。作業装置１２が稼働中（Ｆ＝１）と判定された場合はステップＡ２５へと進み、停止中（Ｆ＝０）と判定された場合はステップＡ２０へと進む。
【００４１】
ステップＡ２０では、ＰＴＯクラッチ装置制御部３５がＯｎ操作信号を受信したことを受けて、ＰＴＯクラッチ装置５３の接続制御を実施する。具体的には、ＰＴＯクラッチ装置５３に接続信号を出力し、このＰＴＯクラッチ装置５３用の図示しない作動油ポンプからＰＴＯクラッチ装置５３に作動油が供給されることで、ＰＴＯ入力軸５２とＰＴＯ出力軸５４とが接続状態に制御される。
【００４２】
ステップＡ２５では、作業者による操作レバー１２ｂの操作を受けて、要求トルク算出部３６に操作量検出センサによって検出された操作量が取り込まれ、この操作量に基づいて作業装置１２の稼動に必要な要求トルク量（Ｒｔ）が算出される。
ステップＡ３０では、要求トルク量（Ｒｔ）の算出値と、走行用モータ３の最大トルク量（Ｍｔ）との比較が行われる。要求トルク量（Ｒｔ）が走行用モータ３の最大トルク量（Ｍｔ）以下である場合（Ｒｔ≦Ｍｔ）はステップＡ４０へと進む。一方、要求トルク量（Ｒｔ）が走行用モータ３の最大トルク量（Ｍｔ）よりも大きい場合（Ｒｔ＞Ｍｔ）は、図４に示すステップＢ１０へと進む。
【００４３】
ステップＡ４０では、駆動モード設定部３７にバッテリ制御部３４によって算出された現在のバッテリ充電量ＳＯＣが出力され、この出力されたバッテリ充電量ＳＯＣと駆動モード設定部３７に予め記憶されたバッテリ充電量ＳＯＣの第１の下限値（第１の閾値）との比較がおこなわれる。なお、本実施形態においては、この第１の下限値（第１の閾値）は５５％に設定されている。
【００４４】
ここで、バッテリ制御部３４によるバッテリ充電量ＳＯＣの演算結果が、５５％（第１の閾値）以上の場合はステップＡ６０へと進む。一方、バッテリ充電量ＳＯＣが５５％（第１の閾値）未満であれば、ステップＡ５０へと進む。
ステップＡ５０では、駆動モード設定部３７によって、さらに、この出力されたバッテリ充電量ＳＯＣの算出結果と駆動モード設定部３７に予め記憶されたバッテリ充電量ＳＯＣの第２の下限値（第２の閾値）との比較がおこなわれる。なお、本実施形態においては、この第２の下限値（第２の閾値）は４５％に設定されている。
【００４５】
ここで、バッテリ制御部３４によるバッテリ充電量ＳＯＣの算出結果が、５５％（第１の閾値）よりも小さいが、４５％（第２の閾値）以上であれば（４５％≦ＳＯＣ＜５５％）、ステップＡ７０へと進む。一方で、バッテリ制御部３４によるバッテリ充電量ＳＯＣの算出結果が、４５％（第２の閾値）よりも小さい場合（ＳＯＣ＜４５％）は、ステップＡ９０へと進む。
【００４６】
ステップＡ６０では、駆動モード設定部３７が、ステップＡ４０でバッテリ充電量ＳＯＣが５５％（第１の閾値）以上であることを受けて、駆動モードを走行用モータ３の動力のみ作業装置１２に伝達する「第１の駆動モード」に設定する。ここで、第１の駆動モードが設定されると、駆動モード設定部３７からクラッチ装置制御部３３にクラッチ切断信号が出力されることで、クラッチ装置２が切断状態に制御されるとともに、インバータ制御部３２には、要求トルク算出部３６で算出された要求トルクが出力され、走行用モータ３がこの要求トルクに応じた動力を出力するように制御される。
【００４７】
ステップＡ７０では、駆動モード設定部３７が、ステップＡ５０でバッテリ充電量ＳＯＣが５５％（第１の閾値）未満で、かつ４５％（第２の閾値）以上であることを受けて、駆動モードをエンジン１の動力と走行用モータ３の動力との双方を作業装置１２に伝達する「第２の駆動モード」に設定する。
ここで、第２の駆動モードが設定されると、駆動モード設定部３７からクラッチ装置制御部３３にクラッチ接続信号が出力されることで、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とが接続状態に制御される。
【００４８】
ステップＡ８０では、要求トルク算出部３６で算出された要求トルク量が、トルク配分率設定部３８に出力され、エンジン１が出力すべき動力であるエンジン１のトルク量（Ｅｔ）と、走行用モータ３が出力すべき動力である走行用モータ３のトルク量（Ｍｔ）とが算出され、それぞれエンジン制御部３１とインバータ制御部３２とに出力される。
ステップＡ９０では、駆動モード設定部が、ステップＡ５０でバッテリ充電量ＳＯＣが４５％（第２の閾値）未満であることを受けて、駆動モードをエンジン１の動力のみを作業装置１２に伝達する「第３の駆動モード」に設定する。ここで、第３の駆動モードが設定されると、駆動モード設定部３７からクラッチ装置制御部３３にクラッチ接続信号が出力されることで、エンジン１の出力軸と走行用モータ３の回転軸とが接続状態に制御される。また、エンジン制御部３１には、要求トルク算出部３６で算出された要求トルク量をエンジン１が出力するように制御信号が出力されるとともに、インバータ制御部３２には、発電機として作用するように制御信号が出力される。
【００４９】
すなわち、エンジン１の動力のみを用いる第３の駆動モードでは、このエンジン１の動力が走行用モータ３の回転軸に伝達され、走行用モータ３を発電機として作用させることで、バッテリ１１を充電してバッテリ充電量ＳＯＣを回復させつつ、作業装置１２を稼動させるようになっている。
その後、ステップＡ１００では、設定された各駆動モードに応じて、操作レバー１２ｂの操作量に応じた作業装置１２の稼動が実行され、稼動が終了すると制御はリターンされる。
【００５０】
また、ステップＡ１０で、作業装置稼動ボタン１２ｃのＯｆｆ操作信号が受信された場合はステップＣ１０へと進む。
ステップＣ１０では、作業装置１２が停止中であるか否かが判定され、停止中（Ｆ＝０）であれば、作業装置用制御はリターンされる。一方、停止中でない、すなわち稼働中であると判定された場合（Ｆ＝１）は、ステップＣ２０へと進む。
【００５１】
ステップＣ２０では、ＰＴＯクラッチ装置５３に切断信号が出力され、ＰＴＯ入力軸５２とＰＴＯ出力軸５４とが切断状態に制御されるとともに、ステップＣ３０において、作業装置１２が停止中（Ｆ＝０）であることを確認し、制御はリターンされる。
一方、ステップＡ３０で、要求トルク算出部３６による作業装置１２の要求トルク量（Ｒｔ）の算出値が、走行用モータの最大トルク量（Ｍｔ）よりも大きい場合（Ｒｔ＞Ｍｔ）は図４に示すステップＢ１０へと進む。
【００５２】
ステップＢ１０では、バッテリ制御部３４によって算出された現在のバッテリ充電量ＳＯＣが駆動モード設定部３７に出力され、この出力されたバッテリ充電量ＳＯＣの算出結果と予め記憶されたバッテリ充電量ＳＯＣの第１の下限値（第１の閾値）であるバッテリ充電量ＳＯＣ５５％との比較がおこなわれる。ここで、バッテリ制御部によるバッテリ充電量ＳＯＣの算出結果が、５５％（第１の閾値）以上の場合はステップＢ２０へと進む。一方、５５％（第１の閾値）未満であれば、ステップＢ４０へと進む。
【００５３】
ステップＢ２０では、ステップＢ１０でバッテリ充電量ＳＯＣが５５％以上であることを受けて、駆動モード設定部３７が、駆動モードをエンジン１の動力と走行用モータ３の動力との双方を作業装置１２に伝達する「第２の駆動モード」に設定する。
ここで、第２の駆動モードに設定されると、駆動モード設定部３７からクラッチ装置制御部３３に接続信号が出力されることで、エンジンの出力軸と走行用モータの回転軸とが接続状態に制御される。
【００５４】
ステップＢ３０では、トルク配分率設定部３８が、走行用モータ３の出力を走行用モータ３の最大出力トルクに設定するとともに、エンジン１の出力を要求トルク量から走行用モータ３の最大出力トルクを差し引いたトルクに設定し、それぞれの設定値をインバータ制御部３２とエンジン制御部３１とに出力する。
ステップＢ４０では、駆動モード設定部３７が、ステップＢ１０でバッテリ充電量ＳＯＣが５５％未満であることを受けて、駆動モードをエンジンの動力のみを作業装置１２に伝達する「第３の駆動モード」に設定する。ここで、第３の駆動モードが設定されると、駆動モード設定部３７からクラッチ装置制御部３３に接続信号が出力されることで、エンジンの出力軸と走行用モータの回転軸とが接続状態に制御される。
【００５５】
また、エンジン制御部３１には、要求トルク算出部３６で算出されたトルク量をエンジン１が出力するように制御信号が出力されるとともに、インバータ制御部３２には、発電機として作用するように制御信号が出力される。
すなわち、エンジン１の動力のみを用いる第３の駆動モードでは、このエンジン１の動力が走行用モータの回転軸に伝達され、走行用モータ３を発電機として作用させることで、バッテリ１１の充電を行いながらバッテリ充電量ＳＯＣを回復させつつ、作業装置１２を稼動させるようになっている。
【００５６】
その後、ステップＡ１００に戻り、設定された各駆動モードに応じて、操作レバー１２ｂの操作量に応じた作業装置１２の稼動が実行され、稼動が終了すると制御はリターンされる。  
なお、上述のステップＡ６０において、駆動モードを第１の駆動モードに設定した場合は、エンジン制御部３１にエンジン停止信号を出力し、次に他の駆動モードが設定されるまでの間は、エンジン１を停止させるようにしてもよい。
【００５７】
また、スタートの時点でエンジン１を停止させておき、駆動モードが第２の駆動モード若しくは、第３の駆動モードに設定された場合にのみ、エンジン１を始動させるようにしてもよい。
【００５８】
[作用・効果]
以上のような制御内容により、本発明の一実施形態における作業装置付きハイブリット式車両の制御装置によれば以下のような作用・効果を奏する。
すなわち、クラッチ装置２が接続制御された場合、エンジン１の動力は、ＰＴＯ装置５を介して作業装置１２用の作動油ポンプ１２ｐに伝達される。
【００５９】
したがって、エンジン１の動力（運動エネルギ）を作業装置１２に直接的に伝達することができるため、走行用モータ３とは別個に作業装置１２用モータを備える従来の構成に比べ、エンジン１の動力（運動エネルギ）を電気エネルギに変換する必要が無くなり、エネルギの変換に伴うエネルギ損失を低減できるほか、作業装置１２の稼動時の燃費も改善することができる。
【００６０】
また、走行用モータ３とは別個に作業装置１２用モータを備える必要が無くなり、車両自体の重量が軽減されることで、車両走行時の燃費を改善できるほか、車両の製造コストも削減することができる。
また、バッテリ制御部３４によってバッテリ充電量ＳＯＣを検出し、この検出されたバッテリ充電量ＳＯＣが十分ある場合（第１の閾値以上ある）は、走行用モータ３のみ駆動させる第１駆動モードとし、バッテリ充電量ＳＯＣが中程度ある場合（第１の閾値より小さいが、第２の閾値以上ある）は、エンジン１と走行用モータ３の双方を駆動させる第２駆動モードとし、バッテリ充電量ＳＯＣが不十分である場合（第２の閾値以下）は、エンジン１のみを駆動させる第３駆動モードとすることで、適宜、バッテリ充電量ＳＯＣに応じた最適な駆動モードが設定されるように構成されている。
【００６１】
したがって、バッテリ充電量ＳＯＣが低下した状態でも、エンジン１の動力のみを用いることで作業装置１２の稼動を継続することができる。
また、走行用モータ３の出力トルクでは作業装置１２の要求トルクが不足する場合に、その不足分をエンジン１で出力するように制御するので、作業装置１２の動力は走行用モータ３により賄える限り、この走行用モータ３の動力が利用されることになる。
【００６２】
したがって、エンジン１の作動頻度を抑えて、騒音や排気を抑えつつ作業を行なうことができる。
また、第３駆動モードに設定された場合は、走行用モータ３を発電機として作動させることで、バッテリ１１への充電が行われる。
したがって、バッテリ充電量ＳＯＣが低下した場合でも、作業装置１２の稼動を継続しつつ、その間にバッテリ充電量ＳＯＣの回復を図ることができる。
【００６３】
また、第１駆動モードに設定された場合は、走行用モータ３のみを駆動させて、エンジン１は停止される。
したがって、作業装置１２の稼動時におけるエンジン１の消費燃料を削減できるほか、排気ガスの排出も削減され、エンジン１の作動音による騒音も低減することができる。
また、作業装置１２の要求トルク量が、走行用モータ３の最大出力トルクよりも大きい場合において、バッテリ充電量ＳＯＣが十分ある場合（第１の閾値以上ある）は、走行用モータ３の動力を走行用モータの最大出力トルクに設定するとともに、エンジン１の動力を要求トルク量と走行用モータ３の最大出力トルクとの差に設定して作業装置１２を稼動させる。また、バッテリ充電量ＳＯＣが中程度か不十分である場合（第１の閾値未満）は、エンジン１のみを駆動させる第３駆動モードに設定して作業装置１２を稼動させる。また、第３の駆動モードに設定された場合は、走行用モータ３は発電機として作動する。
【００６４】
したがって、作業装置１２の要求トルク量が走行用モータ３の最大出力トルク量よりも大きい場合においても、バッテリ充電量ＳＯＣに応じて適宜、最適な駆動モードが設定され、バッテリ充電量ＳＯＣが低下した状態でも、作業装置１２の稼動を継続でき、その間にバッテリ充電量ＳＯＣの回復も図ることができる。
【００６５】
[その他]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、上述の実施形態においては、バッテリ充電量ＳＯＣについて予め定めた第１の下限値（第１の閾値）を５５％に、第２の下限値（第２の閾値）を４５％に設定して説明したが、この下限値の設定を、バッテリ１１の温度や、架載される作業装置の種類に応じて変更するようにしてもよい。この場合も、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６６】
また、作業装置１２として作動油ポンプを備えるものを用いて説明したが、作業装置１２は必ずしも作動油ポンプによって稼動するものに限られず、例えば、コンプレッサによって稼動するものであってもよい。この場合も、上述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  エンジン
２  クラッチ装置（断接手段）
３  走行用モータ（電動発電機）
４  機械式自動変速機（変速機）
５  ＰＴＯ装置（動力取出装置）
１０  バッテリ
１１  インバータ
１２  作業装置
２０  プロペラシャフト
２１  差動装置
３０  車両制御ＥＣＵ（制御手段）
３１  エンジン制御部（制御手段）
３３  クラッチ制御部（断接制御手段）
３４  バッテリ制御部（バッテリ充電量算出手段）
３６  要求トルク算出部（要求トルク算出手段）
３７  駆動モード設定部（駆動モード設定手段）
３８  トルク配分率設定部（トルク配分率設定手段）
【図１】
2011093474.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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