JP2014205367A - ハイブリッド作業車の動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性の向上、及び、一般仕様機種とハイブリッド仕様機種との兼用化の促進を図れるようにする。
【解決手段】動力を出力するエンジン８と、高圧電力を出力する二次電池ユニット４６と、二次電池ユニット４６からの高圧電力を低圧電力に変換する電圧コンバータＢと、二次電池ユニット４６からの直流電力を交流電力に変換するインバータ４９と、インバータ４９からの交流電力によって作動する交流モータＣと、エンジン８制御用の第１制御ユニット２１と、モータ制御用の第２制御ユニット５２と、第１制御ユニット２１及び第２制御ユニット５２の各出力情報に基づいてエンジン８及び交流モータＣを統括して制御する第３制御ユニット５３とを備え、電圧コンバータＢと第２制御ユニット５２と第３制御ユニット５３は、車体の所定箇所に集中配備した。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力を出力するエンジンと、高圧電力を出力する二次電池ユニットと、前記二次電池ユニットからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータからの交流電力によって作動する交流モータと、エンジン制御用の第１制御ユニットと、モータ制御用の第２制御ユニットと、前記第１制御ユニット及び前記第２制御ユニットの各出力情報に基づいて前記エンジン及び前記交流モータを統括して制御する第３制御ユニットとを備えたハイブリッド作業車の動力制御装置に関する。

上記のようなハイブリッド作業車の動力制御装置においては、作業車における基本的な制御を行うメインの電子制御ユニット（主制御ユニット）とともに、第１制御ユニット（エンジン制御ユニット）、モータ制御用の第２制御ユニット（モータ制御ユニット）、及び、第３制御ユニット（ハイブリッド制御ユニット）、などを運転座席の下側に配置することが考えられていた（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−２１０８４０号公報（段落番号００２２〜００２３、図１５）

上記の構成では、本来よりメインの電子制御ユニットを配置していた運転座席の下側に、第１制御ユニットと第２制御ユニットと第３制御ユニットとを配置するようにしていた。しかしながら、単に、メインの電子制御ユニットと同じ位置に第１制御ユニットと第２制御ユニットと第３制御ユニットとを配置しているだけであって、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性までは考慮していなかった。よって、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性が低下し、又、ハイブリッド系機器を装備しない一般仕様機種と、ハイブリッド系機器を装備するハイブリッド仕様機種との兼用化が困難になっていた。

本発明の目的は、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性の向上、及び、一般仕様機種とハイブリッド仕様機種との兼用化の促進を図れるようにすることにある。

本発明の課題解決手段は、
動力を出力するエンジンと、高圧電力を出力する二次電池ユニットと、前記二次電池ユニットからの高圧電力を低圧電力に変換する電圧コンバータと、前記二次電池ユニットからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータからの交流電力によって作動する交流モータと、エンジン制御用の第１制御ユニットと、モータ制御用の第２制御ユニットと、前記第１制御ユニット及び前記第２制御ユニットの各出力情報に基づいて前記エンジン及び前記交流モータを統括して制御する第３制御ユニットとを備え、
前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットは、車体の所定箇所に集中配備した。

この手段によると、ハイブリッド系機器のうちの電圧コンバータと第２制御ユニットと第３制御ユニットとを車体の所定箇所に集中配備することにより、これらのハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性を向上させることができる。

又、例えば、上記のハイブリッド系機器を単一の支持部材に組み付けて一つの部分組立品に構成することも可能になり、これにより、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性を更に向上させることができる。

そして、上記のようにハイブリッド系機器の組み付け性が向上することにより、ハイブリッド系機器を装備しない一般仕様機種とハイブリッド系機器を装備するハイブリッド仕様機種との兼用化を促進させることができる。

尚、第２制御ユニット及び第３制御ユニットは、それぞれ専用の電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成して、電圧コンバータとともに車体の所定箇所に集中配備してもよく、又、それらを統合して単一の電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成して、電圧コンバータとともに車体の所定箇所に集中配備してもよい。

本発明をより好適なものにするための手段の一つとして、
搭乗運転部を覆うキャビンと、前記二次電池ユニットと前記電圧コンバータ及び前記インバータとの間において電流を断続するメインリレーとを備え、
前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットは、前記二次電池ユニット及び前記メインリレーとともに、前記キャビンのルーフ部に備えた収容空間に集中配備した。

この手段によると、ハイブリッド系機器のうちの二次電池ユニットと電圧コンバータとメインリレーと電圧コンバータと第２制御ユニットと第３制御ユニットとを、キャビンにおけるルーフ部の収容空間に集中配備することにより、これらのハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性を向上させることができる。

又、例えば、上記のハイブリッド系機器を単一の支持部材に組み付けて一つの部分組立品に構成することも可能になり、これにより、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性を更に向上させることができる。

そして、上記のようにハイブリッド系機器の組み付け性が向上することにより、ハイブリッド系機器を装備しない一般仕様機種とハイブリッド系機器を装備するハイブリッド仕様機種との兼用化を更に促進させることができる。

更に、二次電池ユニットとメインリレーと電圧コンバータとにわたる強電系ケーブル、及び、二次電池ユニットと電圧コンバータと第２制御ユニットと第３制御ユニットとにわたる弱電系ケーブルの配索を、キャビンにおけるルーフ部の収容空間において、配索長さを短くした状態で露出させることなく簡単に完結することができる。これにより、これらのケーブルの配索作業を容易に行えるようにしながら、他物との接触などに起因した断線を招き難くすることができる。

その上、キャビンのルーフ部は、その内部の収容空間に外気を流動させ易い箇所であることから、昇温し易い二次電池ユニットや電圧コンバータなどの冷却を効率良く行うことができる。

しかも、運転座席の下側にハイブリッド系機器を配備する場合に比較して、本来より運転座席の下側に配備している変速装置などに対するメンテナンス性を向上させることができる。

本発明をより好適なものにするための手段の一つとして、
前記キャビンは、少なくとも中空に形成した一つのピラーを備え、
前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットは、前記メインリレーとともに、一つの中空ピラーの近くに集中配備して、前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットと前記メインリレーとに接続する複数のケーブルを前記一つの中空ピラーの内部を通した。

この手段によると、ルーフ部に配備するメインリレーとルーフ部に配備しないインバータとにわたる強電系ケーブル、及び、ルーフ部に配備する第２制御ユニットや前記第３制御ユニットとルーフ部に配備しない第１制御ユニットなどとにわたる弱電系ケーブルの配索を、一つの中空ピラーの内部を利用した露出の少ない状態で配索長さを短くしながら簡単に行うことができる。これにより、これらのケーブルの配索作業を容易に行えるようにしながら、他物との接触などに起因した断線を招き難くすることができる。

本発明をより好適なものにするための手段の一つとして、
左右の走行装置の上方に配置する左右のフェンダを備え、
前記インバータは、左右の前記フェンダのいずれか一方に配備し、
前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットと前記メインリレーは、前記インバータを装備する前記フェンダが位置する左右一方側の前記一つの中空ピラーの近くに集中配備した。

この手段によると、外部に面するフェンダに昇温し易いインバータを配備することにより、インバータに外気を直接的に接触させる効率の良い冷却を簡単に行うことができる。

又、ルーフ部に配備するメインリレーとフェンダに配備するインバータとにわたる強電系ケーブルを、より露出の少ない状態で、より配索長さを短くしながら簡単に行うことができる。これにより、この強電系ケーブルの配索作業を更に容易に行えるようにしながら、他物との接触などに起因した断線を更に招き難くすることができる。

ハイブリッド仕様のトラクタの左側面図である。 ハイブリッド系の概略電気系統図である。 ルーフ部の構成を示す要部の縦断左側面図である。 ルーフ部の収納空間でのハイブリッド系機器の配置などを示す概略平面図である。 搭乗運転部のフロアに配索したケーブルの保護構造示す要部の斜視図である。 ハイブリッド系機器を運転座席の下方に集中配備した構成を示す要部の斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態の一例として、本発明に係るハイブリッド作業車の動力制御装置を、ハイブリッド作業車の一例であるハイブリッド仕様のトラクタに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態で例示するハイブリッド仕様のトラクタは、車体フレーム１の前半部に原動部２を備え、車体フレーム１の後半部に搭乗運転部３を形成し、搭乗運転部３を覆うキャビン４を装備している。そして、原動部２の左右に駆動可能で操舵可能な走行装置Ａとしての前輪５を配備し、搭乗運転部３の左右に駆動可能な走行装置Ａとしての後輪６を配備することにより、４輪駆動型に構成している。

尚、走行装置Ａとして、左右の前輪５及び左右の後輪６に代えて左右のクローラを採用してもよく、又、左右の後輪６に代えて左右の後部クローラを採用してもよい。

車体フレーム１は、エンジンフレーム７の後端部に水冷式のディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する）８を連結し、このエンジン８の後下部にクラッチハウジング９を連結し、クラッチハウジング９の後部にトランスミッションケース（以下、Ｔ／Ｍケースと称する）１０を連結して構成している。

Ｔ／Ｍケース１０の後部には、トラクタの後部に連結するロータリ耕耘装置やプラウなどの作業装置（図示せず）の昇降操作を可能にする左右一対のリフトアーム１１、左右のリフトアーム１１を上下方向に揺動駆動する油圧式のリフトシリンダ１２、及び、トラクタの後部にロータリ耕耘装置などの駆動形の作業装置を連結した場合に作業装置への作業用動力の取り出しを可能にするＰＴＯ軸１３、などを配備している。

図示は省略するが、左右のリフトシリンダ１２は、昇降用の油圧ポンプや電磁制御弁などを備えた昇降制御用の油圧ユニットの作動によって昇降駆動するように構成している。

原動部２は、車体フレーム１の前半部にボンネット１４を配備して形成したエンジンルームに、エンジン８とともに、その周辺機器であるラジエータ１５などを配備して構成している。搭乗運転部３には、踏み込み解除位置に自己復帰するアクセルペダル１６、前輪操舵用のステアリングホイール１７、搭乗運転部３からの作業装置の昇降操作を可能にする昇降レバー１８、及び、位置調節可能な運転座席１９、などを配備している。

図１に示すように、運転座席１９の下方には、このトラクタにおける基本的な制御を行うメインの電子制御ユニットとしてのメインＥＣＵ２０を配備している。

図示は省略するが、メインＥＣＵ２０は、ＣＰＵやＥＥＰＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成している。そして、昇降制御用の監視ユニットからの情報に基づいて昇降制御用の油圧ユニットの作動を制御する昇降制御などを行うように構成している。昇降制御用の監視ユニットは、昇降レバー１８の操作位置を検出する回転式のポテンショメータからなるレバーセンサ、及び、左右のリフトアーム１１の揺動角度を検出する回転式のポテンショメータからなるアームセンサ、などから構成している。

図２に示すように、エンジン８は、コモンレールシステムを備えた電子制御式に構成している。コモンレールシステムは、エンジン制御用の電子制御ユニットとしてのＥ−ＥＣＵ（第１制御ユニット）２１が、アクセルペダル１６の踏み込み操作量を検出する回転式のポテンショメータからなるアクセルセンサ２２、及び、エンジン監視ユニット２３からの情報に基づいて、コモンレール式の燃料噴射装置２４による燃料の噴射量や噴射タイミングを電子制御するように構成している。

図示は省略するが、Ｅ−ＥＣＵ２１は、ＣＰＵやＥＥＰＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成している。燃料噴射装置２２は、燃料タンクに貯留した燃料を圧送するサプライポンプ、圧送した燃料を蓄圧するコモンレール、及び、蓄圧した燃料を燃料室に噴射する複数のインジェクタ、などから構成している。エンジン監視ユニット２３は、エンジン８の出力回転数を検出する電磁ピックアップ式の回転センサ、及び、コモンレールの内圧を検出する圧力センサ、などから構成している。

図１に示すように、Ｅ−ＥＣＵ２１は、エンジンルームにおける冷却経路の上手側となるラジエータ１５の前側に配備している。又、メインＥＣＵ２０にＣＡＮ（Controller Area Network）通信などの車内通信によって相互通信可能に接続している。

図１、図３及び図４に示すように、キャビン４は、鋼材を主材にしたキャビンフレーム２５に、ガラス製又は透明アクリル樹脂製などのフロントパネル２６、ガラス製又は透明アクリル樹脂製などのパネルを主材にした外開き式の左右のドアパネル２７、ガラス製又は透明アクリル樹脂製などの左右のサイドパネル２８、ガラス製又は透明アクリル樹脂製などのリヤパネル２９、及び、キャビンフレーム２５の上部に連結した樹脂成型品を主材にしたルーフ部３０、などから構成している。

キャビンフレーム２５は、左右のフロントピラー３１、左右のセンタピラー３２、左右のリヤピラー３３、左右のフロントピラー３１の上部を連結するフロントバー３４、左右の対応する各ピラー３１〜３３の上部を連結する左右のサイドバー３５、及び、左右のリヤピラー３３の上部を連結するリヤバー３６、などから構成している。左右のセンタピラー３２は、断面形状が略Ｕ字状の鋼材からなる主部材３２Ａの凹部側に樹脂製の内装カバー３２Ｂを係合連結して中空に形成している。

尚、左右のセンタピラー３２は、角パイプ鋼材などを使用することにより中空に形成してもよい。

ルーフ部３０は、搭乗空間を広くするために上方に膨出する形状に形成した樹脂製のインナルーフ３７、ブロー成型品からなるアウタルーフ３８、及び、リヤバー３６から後方に延出する樹脂製又は板金製のリヤカバー３９、などから、インナルーフ３７とリヤカバー３９とアウタルーフ３８との間に収容空間３０Ａを有するように構成している。

アウタルーフ３８は、その左後端部の下面に外気取り入れ用の吸気口３８Ａを形成し、かつ、その右後端部の下面に排気口３８Ｂを形成している。吸気口３８Ａにはエアフィルタ（図示せず）を装備している。

収容空間３０Ａの後部には、搭乗空間を快適にする空調ユニット４０を配備している。収容空間３０Ａの左右両端部と前端部には、空調ユニット４０による調節後の空気を搭乗空間に案内する平面視略Ｌ字状のブロー成型品からなる左右の空調ダクト４１を配備している。収容空間３０Ａにおける空調ユニット４０の前方箇所には、収容空間３０Ａをアウタルーフ３８の内部空間に連通して、アウタルーフ３８の内部空間を介した収容空間３０Ａへの外気の導入を可能にする正面視略Ｌ字状の外気導入ダクト４２を配備している。外気導入ダクト４２は、インナルーフ３７との対向箇所に外気供給口４２Ａを形成している。インナルーフ３７は、外気供給口４２Ａとの対向箇所に内気供給口３７Ａを形成している。そして、収容空間３０Ａにおける内気供給口３７Ａと外気供給口４２Ａとの間には、手動操作によって内気供給口３７Ａを塞ぐ外気導入状態と外気供給口４２Ａを塞ぐ内気循環状態とに揺動切り替え可能なシャッタ４３を配備している。

これにより、空調ユニット４０は、シャッタ４３の外気導入状態では、その左側に装備した吸引ファン４４の作用により、外気を、アウタルーフ３８の吸気口３８Ａから、アウタルーフ３８の内部空間と外気導入ダクト４２と収容空間３０Ａとを介して吸引し、調節後の空気を左右の空調ダクト４１を介して搭乗空間に供給するように構成している。又、シャッタ４３の内気循環状態では、吸引ファン４４の作用により、キャビン４の内気を収容空間３０Ａを介して吸引し、調節後の空気を左右の空調ダクト４１を介して搭乗空間に供給するように構成している。

図１〜４に示すように、このトラクタには、ハイブリッド系の機器として、高圧電力を出力する二次電池ユニット４６、二次電池ユニット４６からの高圧電力を１２ボルトの第１低圧電力に変換する電圧コンバータＢとしての降圧コンバータ４７、降圧コンバータ４７からの第１低圧電力を２４ボルトの第２低圧電力に変換する電圧コンバータＢとしての昇圧コンバータ４８、二次電池ユニット４６からの直流電力を交流電力に変換するインバータ４９、インバータ４９からの交流電力によって作動する交流モータＣとしてのモータジェネレータ５０、二次電池ユニット４６と降圧コンバータ４７及びインバータ４９などとの間において電流を断続するメインリレー５１、モータ制御用の電子制御ユニットとしてのＭ−ＥＣＵ（第２制御ユニット）５２、並びに、Ｅ−ＥＣＵ２１及びＭ−ＥＣＵ５２の各出力情報に基づいてエンジン８及びモータジェネレータ５０を統括して制御するハイブリッド制御用の電子制御ユニットとしてのＨＶ−ＥＣＵ（第３制御ユニット）５３、などを備えている。

尚、モータ制御用の第２制御ユニット５２とエンジン８及びモータジェネレータ５０を統括して制御する第３制御ユニット５３とを統合して、単一の電子制御ユニット（ＥＣＵ）により構成してもよい。

二次電池ユニット４６は、多数のセルを適切に接続して所望の高電圧を安定して得るように構成したリチウムイオン電池からなる高電圧二次電池５４、及び、高電圧二次電池５４の電圧、電流、温度、などを監視し、異常を検知した場合にはメインリレー５１を制御して充放電の制限や停止による高電圧二次電池５４の保護などを行う電池管理システム５５、などを備えている。電池管理システム５５は、ＨＶ−ＥＣＵ５３にＣＡＮ（Controller Area Network）通信などの車内通信によって相互通信可能に接続している。

尚、高電圧二次電池５４としてニッケル水素電池などを採用してもよい。電池管理システム５５の代わりに、高電圧二次電池５４の電圧、電流、温度、などを監視する電池監視ユニットを採用し、監視情報に基づく電池の残存容量や内部抵抗値などの演算はＨＶ−ＥＣＵ５３にて行うように構成してもよい。

インバータ４９は、二次電池ユニット４６からの直流電力をモータジェネレータ５０への供給に適した交流電力に変換するインバータ本来のＤＣ−ＡＣインバータとしての機能と、モータジェネレータ５０からの交流電力を二次電池ユニット４６への供給に適した直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ（整流器）及びＤＣ−ＤＣコンバータ（電圧コンバータ）としての機能とを備えている。

尚、インバータ４９として、インバータ本来のＤＣ−ＡＣインバータを採用し、これとは別に、モータジェネレータ５０からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ（整流器）と、変換後の直流電力を二次電池ユニット４６への供給に適した電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ（電圧コンバータ）とを、ハイブリッド系の機器として備えるようにしてもよい。

モータジェネレータ５０は、二次電池ユニット４６の高電圧二次電池５４からメインリレー５１及びインバータ４９を経由して供給された高圧電力によって三相交流モータとして機能することにより、高負荷作業時や発進時などにおけるエンジン８の出力不足を補うように構成している。又、エンジン８からの動力によって三相交流発電機として機能することにより、エンジン動力から得た電力をインバータ４９及びメインリレー５１を経由して二次電池ユニット４６に供給して高電圧二次電池５４を充電するように構成している。

尚、交流モータＣとして三相交流モータを採用し、エンジン８からの動力によって駆動する三相交流発電機を備えるようにしてもよい。

Ｍ−ＥＣＵ５２及びＨＶ−ＥＣＵ５３は、ＣＰＵやＥＥＰＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成している。そして、Ｍ−ＥＣＵ５２とＨＶ−ＥＣＵ５３とメインＥＣＵ２０とが、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信などの車内通信によって相互通信可能に接続している。

Ｍ−ＥＣＵ５２は、メインＥＣＵ２０及びＨＶ−ＥＣＵ５３からの制御指令などの情報に基づいて、インバータ４９を介してモータジェネレータ５０の作動を制御する。ＨＶ−ＥＣＵ５３は、メインＥＣＵ２０を介したＥ−ＥＣＵ２１からのエンジン８に関する情報、Ｍ−ＥＣＵ５２からのモータジェネレータ５０に関する情報、及び、電池管理システム５５からの高電圧二次電池５４に関する情報に基づいて、モータジェネレータ５０の作動モードの選定、及び、モータジェネレータ５０の出力目標の設定、などを行い、その選定又は設定に基づく制御指令などの情報をＭ−ＥＣＵ５２に出力する。

図１〜４に示すように、キャビン４におけるルーフ部３０の収容空間３０Ａには、ハイブリッド系の機器を支持する支持フレーム５６を装備している。支持フレーム５６は、その左右両端部を、キャビンフレーム２５における左右のサイドバー３５の前後中間箇所に備えた支持部材５７に着脱可能にボルト連結している。又、左右の支持部材５７に連結した状態では、左右の空調ダクト４１の上方に位置するように構成している。

支持フレーム５６の左側部分には、二次電池ユニット４６を冷却ダクト５８の内部に位置させた状態で冷却ダクト５８とともに搭載して組み付けている。冷却ダクト５８は、その前端部に形成した吸気口５８Ａを電池冷却用の吸気ファン５９の排気口５９Ａに接続している。又、その後端部に形成した排気口５８Ｂを電池冷却用の排気ファン６０の吸気口６０Ａに接続している。吸気ファン５９は、その吸気口５９Ｂを、アウタルーフ３８における前部の左右中央箇所に備えたラビリンス形状の吸気ダクト部３８Ｃに吸気ダクト６１を介して接続している。吸気ダクト部３８Ｃにはエアフィルタ６２を介装している。排気ファン６０は、その排気口６０Ｂを、アウタルーフ３８の排気口３８Ｂとルーフ部３０の収容空間３０Ａとを連通するようにアウタルーフ３８に備えた排気ダクト部３８Ｄに排気ダクト６３を介して接続している。そして、アウタルーフ３８の吸気ダクト部３８Ｃとキャビンフレーム側の吸気ダクト６１との接続、及び、アウタルーフ３８の排気ダクト部３８Ｄとキャビンフレーム側の排気ダクト６３との接続は、キャビンフレーム２５に対するアウタルーフ３８の連結に伴って自動的に行われるように構成している。吸気ファン５９及び排気ファン６０の作動は、高電圧二次電池５４の温度に基づく電池管理システム５５の制御作動によって制御している。

支持フレーム５６の右側部分には、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を、中空ピラーである右側のセンタピラー３２の近くに位置するように搭載配置した状態で組み付けている。Ｍ−ＥＣＵ５２とＨＶ−ＥＣＵ５３は上下に積み重ねている。そして、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３には、冷却ダクト５８における吸気ファン５９と二次電池ユニット４６との間に形成した分岐部５８Ｃにて分流した冷却外気を供給している。そして、冷却後の冷却外気は、冷却ダクト５８における二次電池ユニット４６と排気ファン６０との間に形成した導入部５８Ｄから冷却ダクト５８の内部に取り込み、二次電池ユニット４６を冷却した冷却外気とともにアウタルーフ３８の排気口３８Ｂから排出する。

インバータ４９は、左右の後輪６の上方に配備した左右のフェンダ６４のうちの右側のフェンダ６４に、右側のフェンダ６４に連結した支持台６５を介して右側の後輪６の上方に位置するように配備している。左右のフェンダ６４は、キャビン４における左右のセンタピラー３２及び左右のリヤピラー３３の下方に配備している。支持台６５は、右側の後輪６が跳ね上げる泥土や小石などからインバータ４９を保護する保護部材として機能するように構成している。

上記の構成から、二次電池ユニット４６、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３の冷却を良好に行うことができる。又、インバータ４９に関しては、インバータ４９に対する泥土や小石などの接触を防止しながら、インバータ４９に外気を直接的に接触させる効率の良い冷却を簡単に行うことができる。

そして、二次電池ユニット４６、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を、キャビンフレーム２５に対して着脱可能な支持フレーム５６に組み付けることにより、これらを一つの部分組立品として構成することができる。これにより、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性を向上させることができる。そして、ハイブリッド系機器を装備しない一般仕様機種とハイブリッド系機器を装備するハイブリッド仕様機種との兼用化を促進させることができ、それらの仕様変更を容易にすることができる。

しかも、二次電池ユニット４６、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を、ルーフ部３０の収容空間３０Ａに集中配備することができる。これにより、二次電池ユニット４６の高電圧二次電池５４とメインリレー５１とにわたる強電系ケーブル６６、メインリレー５１と降圧コンバータ４７とにわたる強電系ケーブル６７、二次電池ユニット４６の電池管理システム５５とメインリレー５１とＨＶ−ＥＣＵ５３とにわたる弱電系ケーブル６８、降圧コンバータ４７と昇圧コンバータ４８とにわたる弱電系ケーブル６９、並びに、昇圧コンバータ４８とＭ−ＥＣＵ５２とＨＶ−ＥＣＵ５３とにわたる弱電系ケーブル７０の配索を、ルーフ部３０の収容空間３０Ａにおいて、配索長さを短くした状態で露出させることなく簡単に完結することができる。その結果、これらのケーブル６６〜７０の配索作業を容易に行えるようにしながら、他物との接触などに起因した断線を招き難くすることができる。

更に、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を、ルーフ部３０の収容空間３０Ａにおける中空の右側のセンタピラー３２の近くに集中配備することができ、そして、右側のセンタピラー３２の下方には、右側のフェンダ６４に配備したインバータ４９が位置することになる。そのため、収容空間３０Ａに配備したメインリレー５１と右側のフェンダ６４に配備したインバータ４９とにわたる強電系ケーブル７１、収容空間３０Ａに配備したＭ−ＥＣＵ５２及びＨＶ−ＥＣＵ５３と運転座席１９の下方に配備したメインＥＣＵ２０とにわたる弱電系ケーブル７２、収容空間３０Ａに配備した降圧コンバータ４７と車体側に配備した１２ボルト系の各種電子機器とにわたる弱電系ケーブル７３、並びに、収容空間３０Ａに配備した昇圧コンバータ４８と車体側に配備した２４ボルト系の各種電子機器とにわたる弱電系ケーブル７４などの配索を、それらをワイヤハーネス７５として一纏めにした状態で、かつ、右側のセンタピラー３２の内部を利用した露出の少ない状態で、配索長さを短くしながら簡単に行うことができる。その結果、これらのケーブル７１〜７４の配索作業を容易に行えるようにしながら、他物との接触などに起因した断線を招き難くすることができる。

尚、上記の構成に代えて、右側のリヤピラー３３を中空に形成し、かつ、右側のリヤピラー３３の近くに、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を集中配備して、それらに対するワイヤハーネス７５を、右側のリヤピラー３３の内部を利用して配索するように構成してもよい。又、上記の構成に代えて、左側のリヤピラー３３を中空に形成し、かつ、左側のセンタピラー３２又はリヤピラー３３の近くに、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、メインリレー５１、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を集中配備して、それらに対するワイヤハーネス７５を、左側のセンタピラー３２又はリヤピラー３３の内部を利用して配索するように構成してもよい。

図５に示すように、搭乗運転部３のフロア７６には、右側のフェンダ６４に配備したインバータ４９とクラッチハウジング９の内部に配備したモータジェネレータ５０とにわたるようにフロア面に沿って配索した強電系ケーブル７７などを保護する強度の高い板金製又は樹脂製などの保護カバー７８を装備している。これにより、この強電系ケーブル７７などが、搭乗者による踏み付けや傘の先端との接触などに起因して損傷する虞を未然に回避することができる。

尚、図６に示すように、運転座席１９の下方に形成したメンテナンス用の開口７９を塞ぐカバー部材８０に、ハイブリッド系の機器のうちの、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を、それらを冷却する冷却ファン（図示せず）とともに搭載配備した状態で組み付けて、運転座席１９の下方の位置に集中配備するように構成してもよい。この構成では、カバー部材８０、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を一つの部分組立品として構成することができる。これにより、ハイブリッド系機器の組み付け性やメンテナンス性を向上させることができる。又、メンテナンス用の開口７９を使用する際には、カバー部材８０とともに、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３を一括して取り外せることから、メンテナンス性の向上を図ることができる。

そして、上記の構成においては、運転座席１９の後方に位置する後壁８１に、収容空間３０Ａに配備したメインリレー５１及び右側のフェンダ６４に配備したインバータ４９と、降圧コンバータ４７、昇圧コンバータ４８、Ｍ−ＥＣＵ５２、及び、ＨＶ−ＥＣＵ５３とにわたるように後壁８１に沿って配索したワイヤハーネス８２を保護する強度の高い板金製又は樹脂製などの保護カバー８３を装備することが考えられる。

本発明に係るハイブリッド作業車の動力制御装置は、エンジンの出力を補う交流モータを備えたトラクタ、乗用草刈機、乗用田植機、コンバイン、及び、運搬車、などのハイブリッド作業車に適用することができる。

３ 搭乗運転部
４ キャビン
８ エンジン
２１ 第１制御ユニット
３０ ルーフ部
３０Ａ 収容空間
３２ ピラー
４６ 二次電池ユニット
４９ インバータ
５１ メインリレー
５２ 第２制御ユニット
５３ 第３制御ユニット
６４ フェンダ
７２ ケーブル
７３ ケーブル
７４ ケーブル
Ａ 走行装置
Ｂ 電圧コンバータ
Ｃ 交流モータ

Claims (4)

1. 動力を出力するエンジンと、高圧電力を出力する二次電池ユニットと、前記二次電池ユニットからの高圧電力を低圧電力に変換する電圧コンバータと、前記二次電池ユニットからの直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータからの交流電力によって作動する交流モータと、エンジン制御用の第１制御ユニットと、モータ制御用の第２制御ユニットと、前記第１制御ユニット及び前記第２制御ユニットの各出力情報に基づいて前記エンジン及び前記交流モータを統括して制御する第３制御ユニットとを備え、
   前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットは、車体の所定箇所に集中配備したハイブリッド作業車の動力制御装置。
2. 搭乗運転部を覆うキャビンと、前記二次電池ユニットと前記電圧コンバータ及び前記インバータとの間において電流を断続するメインリレーとを備え、
   前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットは、前記二次電池ユニット及び前記メインリレーとともに、前記キャビンのルーフ部に備えた収容空間に集中配備した請求項１に記載のハイブリッド作業車の動力制御装置。
3. 前記キャビンは、少なくとも中空に形成した一つのピラーを備え、
   前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットは、前記メインリレーとともに、一つの中空ピラーの近くに集中配備して、前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットと前記メインリレーとに接続する複数のケーブルを前記一つの中空ピラーの内部を通した請求項２に記載のハイブリッド作業車の動力制御装置。
4. 左右の走行装置の上方に配置する左右のフェンダを備え、
   前記インバータは、左右の前記フェンダのいずれか一方に配備し、
   前記電圧コンバータと前記第２制御ユニットと前記第３制御ユニットと前記メインリレーは、前記インバータを装備する前記フェンダが位置する左右一方側の前記一つの中空ピラーの近くに集中配備した請求項３に記載のハイブリッド作業車の動力制御装置。

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