JP2022179123A

JP2022179123A - work machine

Info

Publication number: JP2022179123A
Application number: JP2021086387A
Authority: JP
Inventors: 壽美夫柳生; Sumio Yagyu; 大樹丹波; Daiki TAMBA
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-12-02

Abstract

To provide a work machine capable of supplying hydraulic oil in pressure and at flow rate suitable for driving a work device by a fixed capacity type hydraulic pump.SOLUTION: A work machine includes: an engine; a motor generator; a hydraulic pump driven with power of the engine and/or the motor generator; a power transmission mechanism having a first shaft to which the power of the engine is inputted, a second shaft which outputs the power to the hydraulic pump, and a third shaft to which the power of the motor generator is inputted or which outputs the power to the motor generator; a work device driven through hydraulic oil supplied from the hydraulic pump; and a controller controlling rotation of the motor generator, wherein the hydraulic pump is a fixed capacity type hydraulic pump, the power transmission mechanism transmits the power of the motor generator such that a rotation frequency of the hydraulic pump independently changes from a rotation frequency of the engine when the controller makes the rotation frequency of the motor generator change.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、固定容量型油圧ポンプを備えた作業機に関する。 The present invention relates to a working machine equipped with a fixed displacement hydraulic pump.

従来、エンジンと、エンジンの動力により駆動して作動油を吐出する固定容量型の油圧ポンプと、固定容量型の油圧ポンプから圧送された作動油で駆動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータにより駆動する作業装置とを備えた作業機が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, an engine, a fixed displacement hydraulic pump that is driven by the power of the engine and discharges hydraulic oil, a hydraulic actuator that is driven by hydraulic oil that is pumped from the fixed displacement hydraulic pump, and a work that is driven by the hydraulic actuator A work machine provided with a device is known (see, for example, Patent Literature 1).

特開２０２０－４１６７３号公報JP 2020-41673 A

固定容量型油圧ポンプを備えた作業機では、走行負荷等の作業装置以外で生じる負荷が大きい場合、作業装置の駆動に利用できるエンジン動力が少なくなり、また油圧ポンプが固定容量型であるために作業装置の駆動に必要な油圧を確保しにくくなり、作業装置の操作性が低下するという問題がある。一方、走行負荷等が小さい場合、作業装置の操作性は向上するが、必要以上の流量で作業装置が駆動されることがあり、余剰な作動油をリリーフすることでロスが生じる。また、作業装置の駆動のために多くの流量が必要である場合、流量が不足するおそれがある。 With a work machine equipped with a fixed displacement hydraulic pump, if a load other than the work equipment, such as a traveling load, is large, the engine power that can be used to drive the work equipment is reduced. There is a problem that it becomes difficult to secure the hydraulic pressure necessary for driving the working device, and the operability of the working device deteriorates. On the other hand, when the traveling load or the like is small, although the operability of the working device is improved, the working device may be driven with a flow rate more than necessary, and a loss occurs due to the relief of excess hydraulic oil. Moreover, when a large amount of flow is required to drive the working device, the flow may be insufficient.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、固定容量型の油圧ポンプによって作業装置の駆動に適した圧力及び流量の作動油を供給することができる作業機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a working machine capable of supplying hydraulic oil having a pressure and a flow rate suitable for driving the working machine by means of a fixed displacement hydraulic pump. and

本発明が上記課題を解決するために講じた技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
作業機は、エンジンと、モータ・ジェネレータと、前記エンジン及び／又は前記モータ・ジェネレータの動力により作動する油圧ポンプと、前記エンジンの動力が入力される第１軸と、前記油圧ポンプに動力を出力する第２軸と、前記モータ・ジェネレータの動力が入力される又は前記モータ・ジェネレータに動力を出力する第３軸と、を有する動力伝達機構と、前記油圧ポンプから供給される作動油によって駆動される作業装置と、前記モータ・ジェネレータの回転を制御する制御部と、を備え、前記油圧ポンプは、固定容量型の油圧ポンプであり、前記動力伝達機構は、前記制御部が前記モータ・ジェネレータの回転数を変化させたとき、前記油圧ポンプの回転数が前記エンジンの回転数と独立して変化するように前記モータ・ジェネレータの動力を前記油圧ポンプに伝達する。 The technical means taken by the present invention to solve the above problems are characterized by the following points.
The work machine includes an engine, a motor generator, a hydraulic pump operated by power of the engine and/or the motor generator, a first shaft to which power of the engine is input, and power output to the hydraulic pump. and a third shaft to which the power of the motor-generator is input or which outputs power to the motor-generator; and a power transmission mechanism driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and a control section for controlling the rotation of the motor generator, the hydraulic pump being a fixed displacement hydraulic pump, and the power transmission mechanism having the control section for controlling the motor generator. The power of the motor-generator is transmitted to the hydraulic pump so that the number of revolutions of the hydraulic pump changes independently of the number of revolutions of the engine when the number of revolutions is changed.

好ましくは、作業機は、前記作業装置に供給される作動油の圧力を検出する圧力検出部を備え、前記制御部は、前記圧力検出部により検出された作動油の圧力に基づいて前記モータ・ジェネレータの回転数を変化させる。
好ましくは、前記制御部は、前記圧力検出部により検出された作動油の圧力が一定となるように前記モータ・ジェネレータの回転数を変化させる。 Preferably, the work machine includes a pressure detection section that detects the pressure of hydraulic fluid supplied to the work device, and the control section controls the motor/motor based on the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection section. Vary the rpm of the generator.
Preferably, the control section changes the rotation speed of the motor generator so that the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection section is constant.

好ましくは、前記モータ・ジェネレータと接続されたバッテリを備え、前記制御部は、前記エンジンの出力及び前記作動油の圧力に基づいて前記モータ・ジェネレータの回転数を変化させることにより、前記バッテリから前記モータ・ジェネレータに電力を供給する給電状態と、前記モータ・ジェネレータにより発生した電力を前記バッテリに充電する充電状態とを切り替える。 Preferably, a battery connected to the motor-generator is provided, and the control unit changes the rotation speed of the motor-generator based on the output of the engine and the pressure of the hydraulic oil, thereby causing the battery to generate the A power supply state for supplying power to the motor generator and a charging state for charging the battery with power generated by the motor generator are switched.

好ましくは、前記制御部は、前記モータ・ジェネレータの正回転と逆回転を切り替え可能であり、前記モータ・ジェネレータが正回転したとき、当該正回転により発生した動力が前記エンジンによる前記油圧ポンプの駆動を補助し、前記モータ・ジェネレータが逆回転したとき、当該逆回転により発生した回生電力が前記バッテリに充電される。
好ましくは、前記モータ・ジェネレータをショートブレーキ運転したとき、前記エンジンの回転数と前記油圧ポンプの回転数が一致する。 Preferably, the control unit is capable of switching between forward rotation and reverse rotation of the motor/generator, and when the motor/generator rotates forward, power generated by the forward rotation is used to drive the hydraulic pump by the engine. , and when the motor-generator rotates in the reverse direction, the battery is charged with the regenerated electric power generated by the reverse rotation.
Preferably, the rotational speed of the engine and the rotational speed of the hydraulic pump are the same when the motor/generator is short-braked.

好ましくは、前記動力伝達機構は、遊星歯車機構を有し、前記遊星歯車機構は、前記第１軸に入力された動力が伝達される内歯車と、前記第３軸と接続された太陽歯車と、前記内歯車及び太陽歯車と噛み合うとともに前記第２軸に動力を出力する遊星歯車と、を有している。
好ましくは、前記動力伝達機構は、第１歯車機構及び第２歯車機構を有し、前記第１歯車機構は、前記第１軸と接続された第１歯車と、前記第１歯車と噛み合う第２歯車を有し、前記第２歯車機構は、前記第２軸と接続された第３歯車と、前記第３歯車と噛み合う第４歯車を有し、前記内歯車は前記第２歯車と接続され、前記遊星歯車は前記第４歯車と接続されている。 Preferably, the power transmission mechanism has a planetary gear mechanism, and the planetary gear mechanism includes an internal gear to which power input to the first shaft is transmitted, and a sun gear connected to the third shaft. and a planetary gear that meshes with the internal gear and the sun gear and outputs power to the second shaft.
Preferably, the power transmission mechanism has a first gear mechanism and a second gear mechanism, and the first gear mechanism includes a first gear connected to the first shaft and a second gear meshing with the first gear. a gear, wherein the second gear mechanism has a third gear connected to the second shaft and a fourth gear meshing with the third gear, the internal gear being connected to the second gear; The planetary gear is connected with the fourth gear.

好ましくは、前記太陽歯車の回転数を０としたとき、前記エンジンの回転数と前記油圧ポンプの回転数が一致する。
好ましくは、前記動力伝達機構は、前記第１軸から動力を伝達可能な第１接続軸と、前記第３軸から動力を伝達可能な第２接続軸と、前記第１接続軸と前記第２接続軸との接続を許容又は遮断するクラッチと、を有している。 Preferably, when the number of revolutions of the sun gear is 0, the number of revolutions of the engine and the number of revolutions of the hydraulic pump are the same.
Preferably, the power transmission mechanism includes a first connecting shaft capable of transmitting power from the first shaft, a second connecting shaft capable of transmitting power from the third shaft, the first connecting shaft and the second connecting shaft. and a clutch that allows or blocks connection with the connecting shaft.

好ましくは、前記動力伝達機構は、前記第２歯車に接続された第１接続軸と、前記太陽歯車に接続された第２接続軸と、前記第１接続軸と前記第２接続軸との接続を許容又は遮断する一方向クラッチと、を有し、前記一方向クラッチは、前記第２歯車の回転数が前記太陽歯車の回転数よりも大きいときは、前記第１接続軸と前記第２接続軸との接続を遮断し、前記第２歯車の回転数が前記太陽歯車の回転数以下であるときは、前記第１接続軸と前記第２接続軸との接続を許容する。 Preferably, the power transmission mechanism includes a first connecting shaft connected to the second gear, a second connecting shaft connected to the sun gear, and a connection between the first connecting shaft and the second connecting shaft. and a one-way clutch for allowing or blocking the first connection shaft and the second connection when the rotation speed of the second gear is greater than the rotation speed of the sun gear. When the rotation speed of the second gear is less than or equal to the rotation speed of the sun gear, the connection between the first connection shaft and the second connection shaft is allowed.

好ましくは、前記動力伝達機構は、前記第２歯車に接続された第１接続軸と、前記太陽歯車に接続された第２接続軸と、前記第１接続軸と前記第２接続軸との接続を許容又は遮断する電磁クラッチと、を有している。
好ましくは、前記クラッチが前記第１接続軸と前記第２接続軸との接続を許容したとき、前記モータ・ジェネレータの動力は、前記第３軸から前記第２接続軸及び前記第１接続軸を介して前記第１軸へと伝達される。 Preferably, the power transmission mechanism includes a first connecting shaft connected to the second gear, a second connecting shaft connected to the sun gear, and a connection between the first connecting shaft and the second connecting shaft. and an electromagnetic clutch that allows or blocks the
Preferably, when the clutch permits connection between the first connecting shaft and the second connecting shaft, the power of the motor-generator is transferred from the third shaft to the second connecting shaft and the first connecting shaft. is transmitted to the first shaft through the first shaft.

好ましくは、作業機は、前記エンジンの出力軸と接続された入力軸と、前記動力伝達機構の第１軸と接続された出力軸とを有する静油圧式無段変速装置と、前記静油圧式無段変速装置からの動力によって駆動する走行装置と、前記走行装置によって走行可能に支持された機体と、を備え、前記作業装置は、前記機体に昇降可能に設けられたブームと、前記ブームに装着された作業具と、を有している。 Preferably, the work machine includes a hydrostatic continuously variable transmission having an input shaft connected to the output shaft of the engine and an output shaft connected to the first shaft of the power transmission mechanism; A traveling device driven by power from a continuously variable transmission, and a machine body supported by the traveling device so as to be able to travel, wherein the working device includes a boom provided on the machine body so as to be able to move up and down, and a boom mounted on the boom. and an attached work implement.

本発明に係る作業機によれば、モータ・ジェネレータの回転数を変化させたとき、油圧ポンプの回転数がエンジンの回転数と独立して変化するようにモータ・ジェネレータの動力を油圧ポンプに伝達することができるため、固定容量型の油圧ポンプの回転数を変化させて吐出容量を可変とすることが可能となる。そのため、固定容量型の油圧ポンプによって作業装置の駆動に適した圧力及び流量の作動油を供給することができる。 According to the work machine of the present invention, when the rotational speed of the motor/generator is changed, the power of the motor/generator is transmitted to the hydraulic pump so that the rotational speed of the hydraulic pump changes independently of the rotational speed of the engine. Therefore, it is possible to vary the discharge capacity by changing the rotation speed of the fixed displacement hydraulic pump. Therefore, the fixed displacement hydraulic pump can supply hydraulic oil at a pressure and a flow rate suitable for driving the working device.

本発明に係る作業機の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the working machine which concerns on this invention. 作業装置の駆動システムの構成を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a drive system for a working device; FIG. 図２に示した駆動システムの動力伝達系の機構を示す図である。3 is a diagram showing a mechanism of a power transmission system of the drive system shown in FIG. 2; FIG. 図３に示した機構におけるモータ・ジェネレータの回転数、エンジンの回転数、油圧ポンプの回転数の関係を示す速度線図である。FIG. 4 is a velocity diagram showing the relationship between the number of revolutions of a motor generator, the number of revolutions of an engine, and the number of revolutions of a hydraulic pump in the mechanism shown in FIG. 3; 図３に示した機構におけるモータ・ジェネレータの動力値、エンジンの動力値、油圧ポンプの動力値の関係を示す動力線図である。4 is a power diagram showing the relationship between the power value of the motor generator, the power value of the engine, and the power value of the hydraulic pump in the mechanism shown in FIG. 3; FIG. 図２に示した駆動システムの動力伝達系の機構の別の例（第２例）を示す図である。3 is a diagram showing another example (second example) of the mechanism of the power transmission system of the drive system shown in FIG. 2; FIG. 第２例の機構において、一方向クラッチが遮断状態にあるときにモータ・ジェネレータが正回転した場合の動力の流れを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the flow of power when the motor generator rotates forward when the one-way clutch is in the disengaged state in the mechanism of the second example; 第２例の機構において、一方向クラッチが遮断状態にあるときにモータ・ジェネレータが逆回転した場合の動力の流れを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the flow of power when the motor/generator rotates in the reverse direction when the one-way clutch is in the disengaged state in the mechanism of the second example; 第２例の機構において、一方向クラッチが接続状態にあるときの動力の流れを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the flow of power when the one-way clutch is in the engaged state in the mechanism of the second example; 図２に示した駆動システムの動力伝達系の機構のさらに別の例（第３例）を示す図である。3 is a diagram showing still another example (third example) of the mechanism of the power transmission system of the drive system shown in FIG. 2; FIG. 第３例の機構において、電磁クラッチが接続状態にあるときのエンジン及びモータ・ジェネレータの動力の流れを示す図である。In the mechanism of the third example, it is a diagram showing the power flow of the engine and the motor/generator when the electromagnetic clutch is in the engaged state. 第３例の機構において、電磁クラッチが接続状態にあるときのエンジンの余剰動力の流れを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the flow of surplus power of the engine when the electromagnetic clutch is in the engaged state in the mechanism of the third example;

以下、本発明に係る作業機の好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る作業機１を示す側面図である。図１では、作業機１の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機１は、コンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機（農業機械、建設機械、ユーティリティビークル等）であってもよい。 A preferred embodiment of a working machine according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a side view showing a working machine 1 according to the present invention. FIG. 1 shows a compact track loader as an example of the working machine 1 . However, the work machine 1 according to the present invention is not limited to a compact track loader, and may be other types of loader work machine such as a skid steer loader. Also, a work machine other than a loader work machine (agricultural machine, construction machine, utility vehicle, etc.) may be used.

作業機１は、機体２と、作業装置３と、走行装置４とを備えている。
機体２の上部には、キャビン５が搭載されている。キャビン５の後部は、機体２のブラケットに支持軸回りに揺動自在に支持されている。キャビン５の前部は、機体２の前部に載置されている。キャビン５内には、運転席６が設けられている。
走行装置４は、クローラ式走行装置により構成されている。走行装置４は、機体２の左側と右側にそれぞれ設けられている。 The working machine 1 includes a body 2 , a working device 3 and a traveling device 4 .
A cabin 5 is mounted on the upper portion of the airframe 2 . A rear portion of the cabin 5 is supported by a bracket of the fuselage 2 so as to be swingable about a support shaft. The front part of the cabin 5 is mounted on the front part of the airframe 2 . A driver's seat 6 is provided in the cabin 5 .
The traveling device 4 is configured by a crawler type traveling device. The traveling devices 4 are provided on the left side and the right side of the body 2, respectively.

作業装置３は、機体２に昇降可能に設けられたブーム１０と、ブーム１０に装着された作業具１１と、を有している。ブーム１０は、リフトリンク１２及び制御リンク１３に支持されている。ブーム１０の基部側と機体２の後下部との間には、複動式の油圧シリンダからなるブームシリンダ１４が設けられている。ブームシリンダ１４を伸縮させることによりブーム１０が昇降する。ブーム１０の先端部には、作業具１１が装着されている。詳しくは、ブーム１０の先端部には、装着ブラケット１６が横軸回りに回動自在に枢支されている。装着ブラケット１６に作業具１１が取り付けられている。 The working device 3 has a boom 10 provided on the machine body 2 so as to be able to move up and down, and a working tool 11 attached to the boom 10 . Boom 10 is supported on lift links 12 and control links 13 . A boom cylinder 14 consisting of a double-acting hydraulic cylinder is provided between the base side of the boom 10 and the lower rear part of the machine body 2 . The boom 10 moves up and down by extending and retracting the boom cylinder 14 . A work tool 11 is attached to the tip of the boom 10 . Specifically, a mounting bracket 16 is pivotally supported at the tip of the boom 10 so as to be rotatable about a horizontal axis. A work tool 11 is attached to the mounting bracket 16 .

また、装着ブラケット１６とブーム１０の先端側中途部との間には、複動式の油圧シリンダからなる作業具シリンダ１５が介装されている。作業具シリンダ１５の伸縮によって作業具１１が揺動（スクイ・ダンプ動作）する。
作業具１１は、装着ブラケット１６に対して着脱自在とされている。図１では、作業具１１としてバケットを示している。但し、作業具１１は、バケットとは異なる作業具、例えば、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等のアタッチメント（予備アタッチメント）等であってもよい。 Between the mounting bracket 16 and the middle portion of the tip side of the boom 10, a work implement cylinder 15 composed of a double-acting hydraulic cylinder is interposed. The expansion and contraction of the work implement cylinder 15 swings the work implement 11 (squeeze/dump operation).
The work implement 11 is detachable from the mounting bracket 16 . FIG. 1 shows a bucket as the work tool 11 . However, the work tool 11 may be a work tool different from the bucket, for example, an attachment (preliminary attachment) such as a hydraulic crusher, a hydraulic breaker, an angle bloom, an earth auger, a pallet fork, a sweeper, a mower, a snow blower, or the like. .

上述したように、作業機１は、作業装置３を駆動するための油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）としてブームシリンダ１４及び作業具シリンダ１５を備えている。作業機１は、油圧アクチュエータ（ブームシリンダ１４及び作業具シリンダ１５）を駆動するための駆動システムを備えている。
図２は、作業機１が備える駆動システム２０の構成を示す図である。 As described above, the work machine 1 includes the boom cylinder 14 and the work implement cylinder 15 as hydraulic actuators (hydraulic cylinders) for driving the work device 3 . The work implement 1 includes a drive system for driving the hydraulic actuators (the boom cylinder 14 and the work implement cylinder 15).
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the drive system 20 provided in the work machine 1. As shown in FIG.

駆動システム２０は、エンジン２１、モータ・ジェネレータ２２、油圧ポンプ２３、動力伝達機構２４、制御部２５を備えている。
エンジン２１は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関である。エンジン２１の出力軸には、ＨＳＴ２６が接続されている。ＨＳＴ２６は、油圧ポンプと油圧モータとを含む静油圧式無段変速装置（Hydro-Static Transmission）である。ＨＳＴ２６は、エンジン２１の出力軸と接続された入力軸と、動力伝達機構２４と接続された出力軸とを有している。 The drive system 20 includes an engine 21 , a motor generator 22 , a hydraulic pump 23 , a power transmission mechanism 24 and a controller 25 .
The engine 21 is an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine. An HST 26 is connected to the output shaft of the engine 21 . The HST 26 is a hydro-static transmission including a hydraulic pump and a hydraulic motor. HST 26 has an input shaft connected to the output shaft of engine 21 and an output shaft connected to power transmission mechanism 24 .

モータ・ジェネレータ２２は、モータとして作動してエンジン２１の駆動をアシストするアシスト動作と、エンジン２１の動力によりジェネレータとして作動して発電する発電動作とを行う装置である。モータ・ジェネレータ２２としては、例えば、永久磁石埋込式の三相交流同期モータが使用される。モータ・ジェネレータ２２には、インバータ２７が接続されている。 The motor/generator 22 is a device that operates as a motor to perform an assist operation for assisting the driving of the engine 21 and an electric power generation operation that operates as a generator using the power of the engine 21 to generate electricity. As the motor generator 22, for example, a permanent magnet embedded three-phase AC synchronous motor is used. An inverter 27 is connected to the motor generator 22 .

油圧ポンプ２３は、エンジン２１及び／又はモータ・ジェネレータ２２の動力により作動する。油圧ポンプ２３は、固定容量型の油圧ポンプである。固定容量型の油圧ポンプは、ポンプ駆動軸の１回転当たりの作動油の吐出量が一定であるポンプである。固定容量型の油圧ポンプ２３としては、例えばギアポンプが使用される。
作業装置３は、油圧ポンプ２３から供給される作動油によって駆動される。作業装置３を駆動する油圧アクチュエータ（ブームシリンダ１４、作業具シリンダ１５）と油圧ポンプ２３とを接続する油路には制御バルブ２８が設けられている。油圧ポンプ２３から供給される作動油は、制御バルブ２８を介して油圧アクチュエータ（ブームシリンダ１４、作業具シリンダ１５）へと供給される。 The hydraulic pump 23 is powered by the engine 21 and/or the motor/generator 22 . The hydraulic pump 23 is a fixed displacement hydraulic pump. A fixed displacement hydraulic pump is a pump in which the amount of hydraulic oil discharged per rotation of a pump drive shaft is constant. A gear pump, for example, is used as the fixed displacement hydraulic pump 23 .
The working device 3 is driven by hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump 23 . A control valve 28 is provided in an oil passage that connects the hydraulic actuators (the boom cylinder 14 and the work implement cylinder 15 ) that drive the work device 3 and the hydraulic pump 23 . Hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 23 is supplied to the hydraulic actuators (the boom cylinder 14 and the work implement cylinder 15) via the control valve 28. As shown in FIG.

油圧ポンプ２３は、複数の油圧ポンプからなる油圧ポンプ列から構成されている。例えば、油圧ポンプ２３は、メインポンプとサブポンプからなる油圧ポンプ列から構成されている。但し、油圧ポンプ２３は、１つの油圧ポンプから構成されていてもよい。
動力伝達機構２４は、エンジン２１の動力及び／又はモータ・ジェネレータ２２の動力を油圧ポンプ２３に伝達する機構である。動力伝達機構２４の構成については、後ほど詳しく説明する。 The hydraulic pump 23 is composed of a hydraulic pump train composed of a plurality of hydraulic pumps. For example, the hydraulic pump 23 is composed of a hydraulic pump train composed of a main pump and sub-pumps. However, the hydraulic pump 23 may be composed of one hydraulic pump.
The power transmission mechanism 24 is a mechanism that transmits the power of the engine 21 and/or the power of the motor/generator 22 to the hydraulic pump 23 . The configuration of the power transmission mechanism 24 will be described later in detail.

制御部２５は、例えば、ＰＣＵ（Power Control Unit）から構成されている。制御部２５は、ＣＰＵ、電気電子回路、記憶部等を有している。記憶部は、ＲＡＭやＲＯＭ等から構成されている。記憶部には制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵは当該制御プログラム等に基づいて各種の制御を実行する。
制御部２５は、モータ・ジェネレータ２２の回転を制御する。制御部２５は、インバータ２７と接続されており、インバータ２７を介してモータ・ジェネレータ２２の回転を制御する。 The control unit 25 is composed of, for example, a PCU (Power Control Unit). The control unit 25 has a CPU, an electrical/electronic circuit, a storage unit, and the like. The storage unit is composed of RAM, ROM, and the like. A control program is stored in the storage unit, and the CPU executes various controls based on the control program or the like.
The control unit 25 controls the rotation of the motor/generator 22 . The control unit 25 is connected to an inverter 27 and controls rotation of the motor/generator 22 via the inverter 27 .

制御部２５は、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることができる。尚、本発明において、回転数とは回転速度を意味し、単位時間当たりの回転の回数である。また、制御部２５は、モータ・ジェネレータ２２の正回転と逆回転を切り替えることができる。
制御部２５は、エンジン２１の出力（エンジン回転数等）を検出する検出装置（図示略）と接続されており、当該検出装置からエンジン２１の出力に関する情報を受信することができる。 The control unit 25 can change the rotation speed of the motor/generator 22 . In the present invention, the number of rotations means the rotation speed, which is the number of rotations per unit time. Further, the control unit 25 can switch between forward rotation and reverse rotation of the motor generator 22 .
The control unit 25 is connected to a detection device (not shown) that detects the output of the engine 21 (engine speed, etc.), and can receive information about the output of the engine 21 from the detection device.

図２に示すように、駆動システム２０は、バッテリ２９を備えている。バッテリ２９は、インバータ２７を介してモータ・ジェネレータ２２と接続されている。バッテリ２９は、モータ・ジェネレータ２２がモータとして作動するときには、モータ・ジェネレータ２２に電力を供給することができる。バッテリ２９は、モータ・ジェネレータ２２がジェネレータとして作動するときには、モータ・ジェネレータ２２の発電により生じた電力を貯蔵することができる。 As shown in FIG. 2, drive system 20 includes battery 29 . The battery 29 is connected to the motor/generator 22 via the inverter 27 . The battery 29 can supply power to the motor generator 22 when the motor generator 22 operates as a motor. The battery 29 can store electric power generated by the motor/generator 22 when the motor/generator 22 operates as a generator.

また、駆動システム２０は、作業装置３に供給される作動油の圧力を検出する圧力検出部３０を備えている。圧力検出部３０は、流体圧センサ等から構成されている。圧力検出部３０は、制御バルブ２８と油圧アクチュエータ（ブームシリンダ１４、作業具シリンダ１５）とを接続する油路を流れる作動油の圧力を検出する。
図３は、図２に示した駆動システム２０の一部である動力伝達系の機構を示す図である。駆動システム２０の動力伝達系の機構は、エンジン２１、ＨＳＴ２６、動力伝達機構２４、油圧ポンプ２３、モータ・ジェネレータ２２を備えている。 The drive system 20 also includes a pressure detection section 30 that detects the pressure of the hydraulic fluid supplied to the working device 3 . The pressure detection unit 30 is composed of a fluid pressure sensor or the like. The pressure detection unit 30 detects the pressure of hydraulic fluid flowing through an oil passage connecting the control valve 28 and the hydraulic actuators (boom cylinder 14, work implement cylinder 15).
FIG. 3 is a diagram showing the mechanism of a driveline that is part of the drive system 20 shown in FIG. The power transmission system of the drive system 20 includes an engine 21 , an HST 26 , a power transmission mechanism 24 , a hydraulic pump 23 and a motor/generator 22 .

図３に示すように、動力伝達機構２４は、エンジン２１の動力が入力される第１軸３１と、油圧ポンプ２３に動力を出力する第２軸３２と、モータ・ジェネレータ２２の動力が入力される又はモータ・ジェネレータ２２に動力を出力する第３軸３３と、を有している。
第１軸３１は、ＨＳＴ２６の出力軸と接続されている。これにより、エンジン２１の動力はＨＳＴ２６を介して第１軸３１に入力される。但し、エンジン２１の動力を直接的に（ＨＳＴ２６介さずに）第１軸３１に入力してもよい。第２軸３２は、油圧ポンプ２３と接続されている。第３軸３３は、モータ・ジェネレータ２２と接続されている。 As shown in FIG. 3, the power transmission mechanism 24 has a first shaft 31 to which power from the engine 21 is input, a second shaft 32 to which power is output to the hydraulic pump 23, and power from the motor/generator 22. and a third shaft 33 that outputs power to the motor generator 22 .
The first shaft 31 is connected to the output shaft of HST 26 . Thereby, the power of the engine 21 is input to the first shaft 31 via the HST 26 . However, the power of the engine 21 may be directly input to the first shaft 31 (not via the HST 26). The second shaft 32 is connected with the hydraulic pump 23 . The third shaft 33 is connected to the motor/generator 22 .

動力伝達機構２４は、パラレルハイブリッド式の動力伝達機構である。動力伝達機構２４は、３つの歯車機構を組み合わせて構成されている。３つの歯車機構は、遊星歯車機構３４、第１歯車機構３５、第２歯車機構３６である。
遊星歯車機構３４は、２Ｋ－Ｈ型の遊星歯車機構である。遊星歯車機構３４は、内歯車３７、太陽歯車３８、遊星歯車３９を有している。内歯車３７には、第１軸３１に入力された動力が第１歯車機構３５を介して伝達される。太陽歯車３８は、第３軸３３と接続されている。遊星歯車３９は、内歯車３７及び太陽歯車３８と噛み合うとともに、第２歯車機構３６を介して第２軸３２に動力を出力する。 The power transmission mechanism 24 is a parallel hybrid power transmission mechanism. The power transmission mechanism 24 is configured by combining three gear mechanisms. The three gear mechanisms are a planetary gear mechanism 34 , a first gear mechanism 35 and a second gear mechanism 36 .
The planetary gear mechanism 34 is a 2KH type planetary gear mechanism. The planetary gear mechanism 34 has an internal gear 37 , a sun gear 38 and planetary gears 39 . Power input to the first shaft 31 is transmitted to the internal gear 37 via the first gear mechanism 35 . A sun gear 38 is connected to the third shaft 33 . The planetary gear 39 meshes with the internal gear 37 and the sun gear 38 and outputs power to the second shaft 32 via the second gear mechanism 36 .

第１歯車機構３５は、第１軸３１と接続された第１歯車４１と、第１歯車４１と噛み合う第２歯車４２を有している。第１歯車機構３５は、第１軸３１から入力された動力（回転動力）の回転数を増加させる増速機構である。従って、第２歯車４２の歯数Ｚ２は、第１歯車４１の歯数Ｚ１よりも少ない（Ｚ１＞Ｚ２）。第１歯車４１が第１軸３１と一体的に第１軸３１と同方向に回転すると、第２歯車４２は第１歯車４１と逆方向に第１歯車４１よりも速い回転数で回転する。 The first gear mechanism 35 has a first gear 41 connected to the first shaft 31 and a second gear 42 meshing with the first gear 41 . The first gear mechanism 35 is a speed increasing mechanism that increases the rotational speed of the power (rotational power) input from the first shaft 31 . Therefore, the number Z2 of teeth of the second gear 42 is smaller than the number Z1 of teeth of the first gear 41 (Z1>Z2). When the first gear 41 rotates integrally with the first shaft 31 in the same direction as the first shaft 31 , the second gear 42 rotates in the opposite direction to the first gear 41 at a faster rotational speed than the first gear 41 .

第２歯車機構３６は、第２軸３２と接続された第３歯車４３と、第３歯車４３と噛み合う第４歯車４４を有している。第２歯車４２は、内歯車３７と接続されている。第４歯車４４は、遊星歯車３９と接続されている。第２歯車機構３６は、遊星歯車機構３４から出力される動力（回転動力）の回転方向を逆転させる逆転機構である。第２歯車機構３６は、回転速度は変化させない。従って、第３歯車４３の歯数は、第４歯車４４の歯数と同じである。第４歯車４４が遊星歯車３９の回転に伴って回転すると、第３歯車４３は第４歯車４４と逆方向に第４歯車４４と同じ回転数で回転する。 The second gear mechanism 36 has a third gear 43 connected to the second shaft 32 and a fourth gear 44 meshing with the third gear 43 . The second gear 42 is connected with the internal gear 37 . The fourth gear 44 is connected with the planetary gear 39 . The second gear mechanism 36 is a reverse mechanism that reverses the direction of rotation of the power (rotational power) output from the planetary gear mechanism 34 . The second gear mechanism 36 does not change its rotational speed. Therefore, the number of teeth of the third gear 43 is the same as the number of teeth of the fourth gear 44 . When the fourth gear 44 rotates with the rotation of the planetary gear 39 , the third gear 43 rotates in the opposite direction to the fourth gear 44 at the same rotational speed as the fourth gear 44 .

動力伝達機構２４を構成する各歯車の歯数は、モータ・ジェネレータ２２をショートブレーキ運転したとき（ゼロ回転としたとき）、エンジン２１の回転数と油圧ポンプ２３の回転数が一致するように設定される。言い換えれば、各歯車の歯数は、太陽歯車３８の回転数を０としたときに、エンジン２１の回転数と油圧ポンプ２３の回転数が一致するように設定される。さらに別の言い方をすれば、各歯車の歯数は、太陽歯車３８の回転数を０としたときに、第１軸３１の回転数と第２軸３２の回転数が一致するように設定される。 The number of teeth of each gear that constitutes the power transmission mechanism 24 is set so that when the motor/generator 22 is short-braked (zero rotation), the number of revolutions of the engine 21 and the number of revolutions of the hydraulic pump 23 are the same. be done. In other words, the number of teeth of each gear is set so that the number of revolutions of the engine 21 and the number of revolutions of the hydraulic pump 23 are the same when the number of revolutions of the sun gear 38 is zero. In other words, the number of teeth of each gear is set so that the number of rotations of the first shaft 31 and the number of rotations of the second shaft 32 are the same when the number of rotations of the sun gear 38 is 0. be.

図４は、図３に示した機構におけるモータ・ジェネレータ２２の回転数（一点鎖線で示す）、エンジン２１の回転数（実線で示す）、油圧ポンプ２３の回転数（破線で示す）の関係を示す速度線図である。図５は、図３に示した機構におけるモータ・ジェネレータ２２の動力（一点鎖線で示す）、エンジン２１の動力（実線で示す）、油圧ポンプ２３の動力（一点鎖線で示す）の関係を示す動力線図である。 FIG. 4 shows the relationship between the rotation speed of the motor/generator 22 (indicated by the dashed line), the rotation speed of the engine 21 (indicated by the solid line), and the rotation speed of the hydraulic pump 23 (indicated by the broken line) in the mechanism shown in FIG. 1 is a velocity diagram shown; FIG. FIG. 5 shows the power of the motor/generator 22 (indicated by the dashed line), the power of the engine 21 (indicated by the solid line), and the power of the hydraulic pump 23 (indicated by the dashed line) in the mechanism shown in FIG. It is a diagram.

図４、図５は、図３に示した機構における実際の出力例の一例を示したものである。図４において、縦軸は回転数（ｒｐｍ）である。図５において、縦軸は動力（ｋＷ）である。図４、図５において、横軸はモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させるために制御部２５の制御により変更される状態量（制御値）である。図４のＸはエンジン２１の定格出力での回転数を示し、図５のＹはエンジン２１の定格での出力（エンジン出力）を示している。 4 and 5 show examples of actual output from the mechanism shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis is the rotation speed (rpm). In FIG. 5, the vertical axis is power (kW). 4 and 5, the horizontal axis represents the state quantity (control value) changed by the control of the control section 25 in order to change the rotation speed of the motor generator 22. FIG. X in FIG. 4 indicates the rotation speed at the rated output of the engine 21, and Y in FIG. 5 indicates the rated output of the engine 21 (engine output).

図４に示すように、モータ・ジェネレータ２２の回転数が０であるとき、エンジン２１の回転数と油圧ポンプ２３の回転数が一致する。このとき、図５に示すように、モータ・ジェネレータ２２の動力（入出力される動力）は０であり、エンジン２１から出力される動力と油圧ポンプ２３に入力される動力が一致する。
図４に示すように、モータ・ジェネレータ２２の回転数を正方向に増加させた場合、油圧ポンプ２３の回転数が増加する。これにより、油圧ポンプ２３により供給される作動油の量（油圧ポンプ２３の吐出量）が増加する。このとき、図５に示すように、モータ・ジェネレータ２２の動力は正値であり、モータ・ジェネレータ２２はモータとして作動する。また、エンジン２１から出力される動力よりも油圧ポンプ２３に入力される動力が大きくなる。この動力の差（油圧ポンプ２３に入力される動力－エンジン２１から出力される動力）は、モータ・ジェネレータ２２がモータとして作動することにより発生する動力により補助（アシスト）される。つまり、油圧ポンプ２３は、エンジン２１からの動力とモータ・ジェネレータ２２からの動力により駆動する。 As shown in FIG. 4, when the rotation speed of the motor generator 22 is 0, the rotation speed of the engine 21 and the rotation speed of the hydraulic pump 23 match. At this time, as shown in FIG. 5, the power (input/output power) of the motor generator 22 is 0, and the power output from the engine 21 and the power input to the hydraulic pump 23 match.
As shown in FIG. 4, when the number of revolutions of the motor generator 22 is increased in the positive direction, the number of revolutions of the hydraulic pump 23 increases. As a result, the amount of hydraulic oil supplied by the hydraulic pump 23 (discharge amount of the hydraulic pump 23) increases. At this time, as shown in FIG. 5, the power of the motor/generator 22 is a positive value, and the motor/generator 22 operates as a motor. Also, the power input to the hydraulic pump 23 is greater than the power output from the engine 21 . This power difference (the power input to the hydraulic pump 23 - the power output from the engine 21) is assisted by the power generated by the motor/generator 22 operating as a motor. That is, the hydraulic pump 23 is driven by the power from the engine 21 and the power from the motor/generator 22 .

図４に示すように、モータ・ジェネレータ２２の回転数を負方向（正方向と逆回転する方向）に増加させた場合、油圧ポンプ２３の回転数が減少する。これにより、油圧ポンプ２３により供給される作動油の量（油圧ポンプ２３の吐出量）が減少する。このとき、図５に示すように、モータ・ジェネレータ２２の動力は負値であり、モータ・ジェネレータ２２はジェネレータとして作動する。また、エンジン２１から出力される動力は、油圧ポンプ２３に入力される動力よりも大きくなる。この動力の差（エンジン２１から出力される動力－油圧ポンプ２３に入力される動力）は、モータ・ジェネレータ２２に伝達され、モータ・ジェネレータ２２はジェネレータとして作動して発電する。モータ・ジェネレータ２２の発電によって生じた電力は、バッテリ２９（図２参照）に充電される。 As shown in FIG. 4, when the number of rotations of the motor generator 22 is increased in the negative direction (the direction of rotation opposite to the positive direction), the number of rotations of the hydraulic pump 23 decreases. As a result, the amount of hydraulic oil supplied by the hydraulic pump 23 (discharge amount of the hydraulic pump 23) is reduced. At this time, as shown in FIG. 5, the power of the motor/generator 22 is a negative value, and the motor/generator 22 operates as a generator. Also, the power output from the engine 21 is greater than the power input to the hydraulic pump 23 . This power difference (the power output from the engine 21 - the power input to the hydraulic pump 23) is transmitted to the motor/generator 22, which operates as a generator to generate power. Electric power generated by the motor generator 22 is charged in the battery 29 (see FIG. 2).

上記したように、動力伝達機構２４によれば、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変更することによって、油圧ポンプ２３の回転数を変化させることができる。従って、固定容量型の油圧ポンプ２３であっても回転数を変化させることにより、油圧ポンプ２３から吐出される容量を変化させることが可能となる。これにより、固定容量型の油圧ポンプ２３によって作業装置３の駆動に適した圧力と流量とを提供することができる。 As described above, according to the power transmission mechanism 24 , the rotation speed of the hydraulic pump 23 can be changed by changing the rotation speed of the motor generator 22 . Therefore, even if the hydraulic pump 23 is of a fixed displacement type, it is possible to change the displacement discharged from the hydraulic pump 23 by changing the rotational speed. As a result, the pressure and flow rate suitable for driving the working device 3 can be provided by the fixed displacement hydraulic pump 23 .

図４に示すように、モータ・ジェネレータ２２の回転数の変更による油圧ポンプ２３の回転数の変化は、エンジン２１の回転数を一定とした状態で行うことができる。言い換えれば、エンジン２１の回転数と独立して油圧ポンプ２３の回転数を変化させることができる。
モータ・ジェネレータ２２の回転数の変更は、制御部２５がモータ・ジェネレータ２２の回転を制御することにより行われる。動力伝達機構２４は、制御部２５がモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させたとき、油圧ポンプ２３の回転数がエンジン２１の回転数と独立して変化するようにモータ・ジェネレータ２２の動力を油圧ポンプ２３に伝達する。 As shown in FIG. 4, the rotational speed of the hydraulic pump 23 can be changed by changing the rotational speed of the motor/generator 22 while the rotational speed of the engine 21 is kept constant. In other words, the rotation speed of the hydraulic pump 23 can be changed independently of the rotation speed of the engine 21 .
The rotation speed of the motor/generator 22 is changed by the control unit 25 controlling the rotation of the motor/generator 22 . The power transmission mechanism 24 changes the power of the motor/generator 22 so that the number of revolutions of the hydraulic pump 23 changes independently of the number of revolutions of the engine 21 when the controller 25 changes the number of revolutions of the motor/generator 22 . It is transmitted to the hydraulic pump 23 .

制御部２５は、圧力検出部３０（図２参照）により検出された作動油の圧力に基づいてモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させる。より具体的には、制御部２５は、圧力検出部３０により検出された作動油の圧力が一定となるように、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させる。これにより、作業装置３の負荷に応じて適当な流量の作動油を油圧ポンプ２３から供給することが可能となる。 The control unit 25 changes the rotation speed of the motor/generator 22 based on the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection unit 30 (see FIG. 2). More specifically, the control unit 25 changes the rotation speed of the motor generator 22 so that the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection unit 30 is constant. As a result, it becomes possible to supply hydraulic oil at an appropriate flow rate from the hydraulic pump 23 according to the load of the working device 3 .

このように、制御部２５が圧力検出部３０により検出された作動油の圧力が一定となるようにモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることによって、作業装置３の負荷が一定となるように油圧ポンプ２３からの吐出量を制御することが可能となり、ロードセンシングシステムのような作用を発揮することができる。
また、制御部２５は、エンジン２１の出力及び圧力検出部３０により検出された作動油の圧力に基づいてモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることにより、バッテリ２９からモータ・ジェネレータ２２に電力を供給する給電状態と、モータ・ジェネレータ２２により発生した電力をバッテリ２９に充電する充電状態とを切り替えることができる。バッテリ２９の給電状態と充電状態との切り替えは、インバータ２７の入出力を制御することにより行うことができる。 In this manner, the control unit 25 changes the rotational speed of the motor/generator 22 so that the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure detection unit 30 becomes constant, so that the load on the working device 3 becomes constant. It becomes possible to control the amount of discharge from the hydraulic pump 23, and it is possible to exert an action like a load sensing system.
In addition, the control unit 25 changes the rotation speed of the motor generator 22 based on the output of the engine 21 and the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection unit 30, thereby supplying electric power from the battery 29 to the motor generator 22. It is possible to switch between a power supply state of supplying power and a charging state of charging the battery 29 with power generated by the motor/generator 22 . Switching between the power feeding state and the charging state of the battery 29 can be performed by controlling the input/output of the inverter 27 .

具体的には、制御部２５は、以下に説明する様にバッテリ２９の給電状態と充電状態とを切り替える。
制御部２５は、エンジン２１の出力に対して圧力検出部３０により検出された作動油の圧力が大きいとき、即ち、エンジン２１の出力に対して作業装置３の負荷が大きいときは、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることにより、バッテリ２９からモータ・ジェネレータ２２に電力を供給する給電状態とする。このとき、モータ・ジェネレータ２２はモータとして作動し、エンジン２１の出力を補助する動力を油圧ポンプ２３に供給する。 Specifically, the control unit 25 switches between the power feeding state and the charging state of the battery 29 as described below.
When the pressure of the working oil detected by the pressure detection unit 30 is large with respect to the output of the engine 21, that is, when the load of the working device 3 is large with respect to the output of the engine 21, the control unit 25 operates the motor/generator By changing the rotational speed of 22, a power supply state is established in which electric power is supplied from the battery 29 to the motor generator 22. FIG. At this time, the motor/generator 22 operates as a motor and supplies power to the hydraulic pump 23 to assist the output of the engine 21 .

制御部２５は、エンジン２１の出力に対して圧力検出部３０により検出された作動油の圧力が小さいとき、即ち、エンジン２１の出力に対して作業装置３の負荷が小さいときは、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることにより、モータ・ジェネレータ２２により発生した電力をバッテリ２９に充電する充電状態とする。このとき、エンジン２１の動力の一部（エンジン２１から出力される動力－油圧ポンプ２３に入力される動力）は、モータ・ジェネレータ２２に伝達され、モータ・ジェネレータ２２をジェネレータとして作動させるための動力として使用される。 When the pressure of the working oil detected by the pressure detection unit 30 is small with respect to the output of the engine 21, that is, when the load of the working device 3 is small with respect to the output of the engine 21, the control unit 25 operates the motor/generator By changing the rotational speed of 22, the battery 29 is charged with electric power generated by the motor/generator 22. At this time, part of the power of the engine 21 (the power output from the engine 21 - the power input to the hydraulic pump 23) is transmitted to the motor generator 22, and the power for operating the motor generator 22 as a generator. used as

圧力検出部３０により検出された作動油の圧力と作業装置３の負荷との関係は、予め実測やシミュレーション等により求められて、制御部２５の記憶部に記憶されている。また、上述したように、制御部２５は、エンジン２１の出力に関する情報を受信することができる。そのため、制御部２５は、圧力検出部３０により検出された作動油の圧力に基づいて作業装置３の負荷を算出し、当該負荷とエンジン２１の出力とを比較することができる。 The relationship between the hydraulic oil pressure detected by the pressure detection unit 30 and the load of the work device 3 is obtained in advance by actual measurement, simulation, or the like, and is stored in the storage unit of the control unit 25 . Also, as described above, the control unit 25 can receive information about the output of the engine 21 . Therefore, the control unit 25 can calculate the load of the working device 3 based on the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection unit 30 and compare the calculated load with the output of the engine 21 .

図６は、図２に示した駆動システムの動力伝達系の機構の別の例（第２例）を示す図である。以下、この第２例の動力伝達系の機構について、図２に示した動力伝達系の機構（第１例）と異なる点を説明する。第２例の機構について、以下に説明していない点は、第１例の機構と同じである。
動力伝達機構２４は、第１例の機構と同様の遊星歯車機構３４、第１歯車機構３５、第２歯車機構３６、第１軸３１、第２軸３２、第３軸３３を有している。 FIG. 6 is a diagram showing another example (second example) of the mechanism of the power transmission system of the drive system shown in FIG. Hereinafter, the mechanism of the power transmission system of the second example will be described with respect to the differences from the mechanism of the power transmission system (first example) shown in FIG. The mechanism of the second example is the same as the mechanism of the first example except for the points not described below.
The power transmission mechanism 24 has a planetary gear mechanism 34, a first gear mechanism 35, a second gear mechanism 36, a first shaft 31, a second shaft 32 and a third shaft 33 similar to the mechanism of the first example. .

また、動力伝達機構２４は、第１軸３１から動力を伝達可能な第１接続軸５１と、第３軸３３から動力を伝達可能な第２接続軸５２と、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容又は遮断する一方向クラッチ５３と、を有している。第１接続軸５１は、第２歯車４２に接続されている。第２接続軸５２は、太陽歯車３８に接続されている。
一方向クラッチ５３は、第２歯車４２の回転数と太陽歯車３８の回転数との大小関係に応じて自動的に接続状態と遮断状態とが切り換わる。太陽歯車３８と第３軸３３は一体的に回転するため、一方向クラッチ５３は、第２歯車４２の回転数と第３軸３３の回転数との大小関係に応じて自動的に接続状態と遮断状態とが切り換わるということもできる。 Further, the power transmission mechanism 24 includes a first connection shaft 51 capable of transmitting power from the first shaft 31, a second connection shaft 52 capable of transmitting power from the third shaft 33, the first connection shaft 51 and the second and a one-way clutch 53 that permits or blocks connection with the connection shaft 52 . The first connection shaft 51 is connected to the second gear 42 . The second connecting shaft 52 is connected to the sun gear 38 .
The one-way clutch 53 automatically switches between the connected state and the disconnected state according to the magnitude relationship between the number of rotations of the second gear 42 and the number of rotations of the sun gear 38 . Since the sun gear 38 and the third shaft 33 rotate integrally, the one-way clutch 53 automatically engages and disengages according to the magnitude relationship between the number of rotations of the second gear 42 and the number of rotations of the third shaft 33. It can also be said that the cutoff state is switched.

一方向クラッチ５３は、第２歯車４２の回転数が太陽歯車３８の回転数よりも大きいとき（第２歯車４２の回転数と第３軸３３の回転数よりも大きいとき）は、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を遮断する。この場合、動力伝達機構２４は、第１例の動力伝達系の機構と同様の作用を発揮する。
モータ・ジェネレータ２２が正回転した場合、動力は図７に矢印で示す流れとなる。この場合、モータ・ジェネレータ２２はモータとして作動する力行状態となり、エンジン２１の動力を補助する動力を油圧ポンプ２３に供給する。 When the number of rotations of the second gear 42 is greater than the number of rotations of the sun gear 38 (when the number of rotations of the second gear 42 is greater than the number of rotations of the third shaft 33), the one-way clutch 53 is connected to the first connection. The connection between the shaft 51 and the second connecting shaft 52 is cut off. In this case, the power transmission mechanism 24 exhibits the same action as the mechanism of the power transmission system of the first example.
When the motor/generator 22 rotates forward, the power flows as indicated by the arrows in FIG. In this case, the motor/generator 22 is in a power running state in which it operates as a motor, and supplies power to the hydraulic pump 23 to assist the power of the engine 21 .

モータ・ジェネレータ２２が逆回転した場合、動力は図８に矢印で示す流れとなる。この場合、モータ・ジェネレータ２２はジェネレータとして作動する回生状態となり、発生した回生電力はバッテリ２９（図２参照）に充電される。
一方向クラッチ５３は、第２歯車４２の回転数が太陽歯車３８の回転数以下であるとき（第２歯車４２の回転数と第３軸３３の回転数以下であるとき）は、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容する。このとき、第２歯車４２、第２軸３２、第３軸３３の回転数は等しくなる。そして、エンジン２１の動力の流れは、図９に黒矢印で示す流れとなる。この場合、モータ・ジェネレータ２２はモータとして作動する力行状態となり、エンジン２１の動力を補助する動力を油圧ポンプ２３に供給する。 When the motor/generator 22 rotates in the reverse direction, the power flows as indicated by the arrows in FIG. In this case, the motor/generator 22 is in a regenerative state in which it operates as a generator, and the generated regenerated electric power is charged to the battery 29 (see FIG. 2).
When the rotation speed of the second gear 42 is equal to or less than the rotation speed of the sun gear 38 (when the rotation speed of the second gear 42 is equal to or less than the rotation speed of the third shaft 33), the one-way clutch 53 is connected to the first connection. It allows connection between the shaft 51 and the second connecting shaft 52 . At this time, the rotation speeds of the second gear 42, the second shaft 32, and the third shaft 33 become equal. The power flow of the engine 21 is the flow indicated by the black arrows in FIG. In this case, the motor/generator 22 is in a power running state in which it operates as a motor, and supplies power to the hydraulic pump 23 to assist the power of the engine 21 .

一方向クラッチ５３が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容したとき、モータ・ジェネレータ２２の動力は、第３軸３３から第２接続軸５２及び第１接続軸５１を介して第１軸３１へと伝達される。これにより、モータ・ジェネレータ２２の動力は、図９に白印で示すようにエンジン２１側へと戻り、エンジン２１の動力低減に寄与する或いはＨＳＴ２６の付加動力となる。 When the one-way clutch 53 permits connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52 , the power of the motor generator 22 is transferred from the third shaft 33 through the second connecting shaft 52 and the first connecting shaft 51 . is transmitted to the first shaft 31. As a result, the power of the motor/generator 22 returns to the engine 21 side as indicated by white marks in FIG.

モータ・ジェネレータ２２の動力をエンジン２１側に戻して、エンジン２１の動力低減に寄与させることにより、エンジン２１の負荷が大きくなったときにモータ・ジェネレータ２２の動力によってエンジン２１の回転数の低下を抑制することができる。また、エンジン２１からの動力に加えてモータ・ジェネレータ２２の動力をＨＳＴ２６に付加することによって、ＨＳＴ２６から出力される動力を作業装置３以外（走行装置４等）の駆動に使用するとき、ＨＳＴ２６から出力される動力をモータ・ジェネレータ２２の動力により補助（アシスト）することができる。 By returning the power of the motor/generator 22 to the engine 21 side and contributing to the reduction of the power of the engine 21, the power of the motor/generator 22 prevents the rotation speed of the engine 21 from decreasing when the load on the engine 21 increases. can be suppressed. Further, by adding the power of the motor generator 22 to the HST 26 in addition to the power from the engine 21, when the power output from the HST 26 is used to drive a device other than the working device 3 (such as the travel device 4), the HST 26 can The power to be output can be assisted by the power of the motor/generator 22 .

このように、モータ・ジェネレータ２２の動力をエンジン２１側に戻すことによって、例えば、油圧ポンプ２３が必要とする動力に比べてモータ・ジェネレータ２２から発生する動力が大きいとき場合に、余剰となるモータ・ジェネレータ２２の動力を有効利用することができる。
また、モータ・ジェネレータ２２の動力を全てエンジン２１へと戻す第１モードと、モータ・ジェネレータ２２の動力を全て油圧ポンプ２３に供給する第２モードとを、制御部２５が切り替え可能に構成することもできる。この場合、第１モードに切り替えるとエンジン２１の燃費を削減することができ、第２モードに切り替えると油圧ポンプ２３の回転数を増加して作業装置３の作業能力を増加することができる。 By returning the power of the motor/generator 22 to the engine 21 side in this way, for example, when the power generated from the motor/generator 22 is larger than the power required by the hydraulic pump 23, the motor becomes redundant. - The power of the generator 22 can be effectively used.
Further, the control unit 25 can switch between a first mode in which all the power of the motor/generator 22 is returned to the engine 21 and a second mode in which all the power of the motor/generator 22 is supplied to the hydraulic pump 23. can also In this case, switching to the first mode can reduce the fuel consumption of the engine 21, and switching to the second mode can increase the rotational speed of the hydraulic pump 23 to increase the working capacity of the working device 3.

図１０は、図２に示した駆動システムの動力伝達系の機構のさらに別の例（第３例）を示す図である。以下、この第３例の動力伝達系の機構について、図２に示した動力伝達系の機構（第１例）と異なる点を説明する。第３例の機構について、以下に説明していない点は、第１例の機構と同じである。
動力伝達機構２４は、第１例の機構と同様の遊星歯車機構３４、第１歯車機構３５、第２歯車機構３６、第１軸３１、第２軸３２、第３軸３３を有している。 10 is a diagram showing still another example (third example) of the mechanism of the power transmission system of the drive system shown in FIG. 2. FIG. In the following, the points of the power transmission system mechanism of the third example that are different from the power transmission system mechanism (first example) shown in FIG. 2 will be described. The mechanism of the third example is the same as the mechanism of the first example except for the points not described below.
The power transmission mechanism 24 has a planetary gear mechanism 34, a first gear mechanism 35, a second gear mechanism 36, a first shaft 31, a second shaft 32 and a third shaft 33 similar to the mechanism of the first example. .

また、動力伝達機構２４は、第１軸３１から動力を伝達可能な第１接続軸５１と、第３軸３３から動力を伝達可能な第２接続軸５２と、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容又は遮断する電磁クラッチ５４と、を有している。第１接続軸５１は、第２歯車４２に接続されている。第２接続軸５２は、太陽歯車３８に接続されている。
電磁クラッチ５４は、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容する状態（接続状態）と、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を遮断する状態（遮断状態）とを切り替え可能である。この切り替えは、制御部２５により電磁クラッチ５４の動作を制御することによって実行されるが、作業者が操作ボタン等の操作部を操作することにより実行されるように構成してもよい。 Further, the power transmission mechanism 24 includes a first connection shaft 51 capable of transmitting power from the first shaft 31, a second connection shaft 52 capable of transmitting power from the third shaft 33, the first connection shaft 51 and the second and an electromagnetic clutch 54 that allows or blocks connection with the connection shaft 52 . The first connection shaft 51 is connected to the second gear 42 . The second connecting shaft 52 is connected to the sun gear 38 .
The electromagnetic clutch 54 is in a state (connected state) in which connection between the first connection shaft 51 and the second connection shaft 52 is allowed (connected state), and in a state (disconnected state) in which connection between the first connection shaft 51 and the second connection shaft 52 is interrupted (disconnected state). ) can be switched. This switching is executed by controlling the operation of the electromagnetic clutch 54 by the control unit 25, but may be executed by the operator operating an operation unit such as an operation button.

第３例の動力伝達機構２４によれば、電磁クラッチ５４を接続状態とすることにより、第２歯車４２、第２軸３２、第３軸３３の回転数は等しくなる。そして、エンジン２１の動力の流れは、図１１に黒矢印で示す流れとなる。この場合、モータ・ジェネレータ２２はモータとして作動する力行状態となり、エンジン２１の動力を補助する動力を油圧ポンプ２３に供給する。 According to the power transmission mechanism 24 of the third example, the rotational speeds of the second gear 42, the second shaft 32, and the third shaft 33 become equal by connecting the electromagnetic clutch 54. FIG. The power flow of the engine 21 is the flow indicated by the black arrows in FIG. In this case, the motor/generator 22 is in a power running state in which it operates as a motor, and supplies power to the hydraulic pump 23 to assist the power of the engine 21 .

電磁クラッチ５４が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容したとき、モータ・ジェネレータ２２の動力は、第３軸３３から第２接続軸５２及び第１接続軸５１を介して第１軸３１へと伝達される。これにより、モータ・ジェネレータ２２の動力は、図１１に白印で示すようにエンジン２１側へと戻り、エンジン２１の動力低減に寄与する或いはＨＳＴ２６の付加動力となる。また、図１２に白矢印で示すように、エンジン２１の余剰動力をモータ・ジェネレータ２２に供給し、モータ・ジェネレータ２２で発生した電力をバッテリ２９に充電することができる。 When the electromagnetic clutch 54 allows the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power of the motor generator 22 is transferred from the third shaft 33 through the second connecting shaft 52 and the first connecting shaft 51. It is transmitted to the first shaft 31 . As a result, the power of the motor/generator 22 returns to the engine 21 side as indicated by white marks in FIG. 12, the surplus power of the engine 21 can be supplied to the motor/generator 22, and the electric power generated by the motor/generator 22 can be charged to the battery 29. FIG.

電磁クラッチ５４を使用した場合、一方向クラッチ５３を使用した場合と異なり、第２歯車４２の回転数が太陽歯車３８の回転数以下であるときに限らずに、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容することができる。そのため、第２歯車４２の回転数と太陽歯車３８の回転数との大小関係に関係なく、適当なタイミングで第１接続軸５１と第２接続軸５２とを接続することにより、エンジン２１の動力低減やＨＳＴ２６への動力付加を実行したり、モータ・ジェネレータ２２で発生した電力をバッテリ２９に貯蔵したりすることができる。 When the electromagnetic clutch 54 is used, unlike the case where the one-way clutch 53 is used, the first connection shaft 51 and the second connection shaft 51 are connected to each other regardless of whether the number of revolutions of the second gear 42 is equal to or less than the number of revolutions of the sun gear 38 . Connection with the connection shaft 52 can be allowed. Therefore, regardless of the magnitude relationship between the number of rotations of the second gear 42 and the number of rotations of the sun gear 38, the power of the engine 21 can be increased by connecting the first connection shaft 51 and the second connection shaft 52 at an appropriate timing. Reduction or powering of the HST 26 can be performed, or the power generated by the motor-generator 22 can be stored in the battery 29 .

上記した実施形態に係る作業機１によれば、以下の効果を奏することができる。
作業機１は、エンジン２１と、モータ・ジェネレータ２２と、エンジン２１及び／又はモータ・ジェネレータ２２の動力により作動する油圧ポンプ２３と、エンジン２１の動力が入力される第１軸３１と、油圧ポンプ２３に動力を出力する第２軸３２と、モータ・ジェネレータ２２の動力が入力される又はモータ・ジェネレータ２２に動力を出力する第３軸３３と、を有する動力伝達機構２４と、油圧ポンプ２３から供給される作動油によって駆動される作業装置３と、モータ・ジェネレータ２２の回転を制御する制御部２５と、を備え、油圧ポンプ２３は固定容量型の油圧ポンプであり、動力伝達機構２４は、制御部２５がモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させたとき、油圧ポンプ２３の回転数がエンジン２１の回転数と独立して変化するようにモータ・ジェネレータ２２の動力を油圧ポンプ２３に伝達する。 According to the working machine 1 according to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
The work machine 1 includes an engine 21, a motor/generator 22, a hydraulic pump 23 operated by the power of the engine 21 and/or the motor/generator 22, a first shaft 31 to which the power of the engine 21 is input, and a hydraulic pump. a power transmission mechanism 24 having a second shaft 32 that outputs power to the motor/generator 23 and a third shaft 33 that receives power from the motor/generator 22 or outputs power to the motor/generator 22; The working device 3 is driven by the supplied hydraulic oil, and the controller 25 controls the rotation of the motor/generator 22. The hydraulic pump 23 is a fixed displacement hydraulic pump, and the power transmission mechanism 24 is: When the controller 25 changes the rotation speed of the motor/generator 22, the power of the motor/generator 22 is transmitted to the hydraulic pump 23 so that the rotation speed of the hydraulic pump 23 varies independently of the rotation speed of the engine 21. .

この構成によれば、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変更することによって、固定容量型の油圧ポンプ２３の回転数を変化させて吐出容量を可変とすることが可能となる。そのため、固定容量型の油圧ポンプ２３によって作業装置３の駆動に適した圧力及び流量の作動油を供給することができる。
また、作業機１は、作業装置３に供給される作動油の圧力を検出する圧力検出部３０を備え、制御部２５は、圧力検出部３０により検出された作動油の圧力に基づいてモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させる。 According to this configuration, by changing the rotational speed of the motor/generator 22, the rotational speed of the fixed displacement hydraulic pump 23 can be changed to make the displacement variable. Therefore, the fixed displacement hydraulic pump 23 can supply hydraulic oil having a pressure and a flow rate suitable for driving the working device 3 .
The work machine 1 also includes a pressure detection unit 30 that detects the pressure of the hydraulic oil supplied to the work device 3 , and the control unit 25 controls the motor and the pressure based on the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure detection unit 30 . The rotation speed of the generator 22 is changed.

この構成によれば、作業装置３の負荷に応じて、適当な流量の作動油を油圧ポンプ２３から作業装置３に供給することが可能となる。
また、制御部２５は、圧力検出部３０により検出された作動油の圧力が一定となるようにモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させる。
この構成によれば、圧力検出部３０により検出された作動油の圧力が一定となるように、モータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることによって、作業装置３の負荷が一定となるように油圧ポンプ２３からの吐出量を制御することが可能となり、ロードセンシングシステムのような作用を発揮することができる。 According to this configuration, it is possible to supply a suitable amount of hydraulic oil from the hydraulic pump 23 to the working device 3 according to the load of the working device 3 .
Further, the control unit 25 changes the rotation speed of the motor generator 22 so that the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection unit 30 is constant.
According to this configuration, by changing the number of rotations of the motor generator 22 so that the pressure of the hydraulic fluid detected by the pressure detection unit 30 is constant, the load on the working device 3 is kept constant. It becomes possible to control the amount of discharge from the pump 23, and it is possible to exert an action like a load sensing system.

また、作業機１は、モータ・ジェネレータ２２と接続されたバッテリ２９を備え、制御部２５は、エンジン２１の出力及び作動油の圧力に基づいてモータ・ジェネレータ２２の回転数を変化させることにより、バッテリ２９からモータ・ジェネレータ２２に電力を供給する給電状態と、モータ・ジェネレータ２２により発生した電力をバッテリ２９に充電する充電状態とを切り替える。 The work machine 1 also includes a battery 29 connected to the motor/generator 22, and the control unit 25 changes the rotation speed of the motor/generator 22 based on the output of the engine 21 and the pressure of the hydraulic oil. A power supply state in which power is supplied from the battery 29 to the motor generator 22 and a charging state in which the battery 29 is charged with power generated by the motor generator 22 are switched.

この構成によれば、エンジン２１の出力に対して作業装置３の負荷が大きいときは、バッテリ２９からモータ・ジェネレータ２２に電力を供給する給電状態とし、エンジン２１の出力に対して作業装置３の負荷が小さいときは、モータ・ジェネレータ２２により発生した電力をバッテリ２９に充電する充電状態とすることができる。そのため、作業負荷に応じてバッテリの充電と放電とを切り替えて、使用するエネルギーの平準化を図ることができる。また、作業装置３が必要量以上の作動油で運転されることで作動油のリリーフによるロスが生じることを防ぐことができ、リリーフなしの省エネルギー運転が可能となる。 According to this configuration, when the load of the working device 3 is large relative to the output of the engine 21, the electric power is supplied from the battery 29 to the motor/generator 22, so that the power of the working device 3 is increased relative to the output of the engine 21. When the load is light, the battery 29 can be charged with the electric power generated by the motor/generator 22 . Therefore, the charging and discharging of the battery can be switched according to the work load, and the energy used can be leveled. In addition, it is possible to prevent loss due to relief of the hydraulic oil caused by operating the working device 3 with more than the necessary amount of hydraulic oil, and energy-saving operation without relief can be achieved.

また、制御部２５は、モータ・ジェネレータ２２の正回転と逆回転を切り替え可能であり、モータ・ジェネレータ２２が正回転したとき、正回転により発生した動力がエンジン２１による油圧ポンプ２３の駆動を補助し、モータ・ジェネレータ２２が逆回転したとき、逆回転により発生した回生電力がバッテリ２９に充電される。
この構成によれば、モータ・ジェネレータ２２の正回転と逆回転を切り替えることによって、モータ・ジェネレータ２２をモータとして作動させてエンジン２１の動力をアシストすること、及び、モータ・ジェネレータ２２をジェネレータとして作動させて回生電力をバッテリ２９に充電することが可能となる。 In addition, the control unit 25 can switch between forward and reverse rotation of the motor/generator 22. When the motor/generator 22 rotates forward, the power generated by the forward rotation assists the engine 21 in driving the hydraulic pump 23. Then, when the motor/generator 22 rotates in the reverse direction, the battery 29 is charged with the regenerated electric power generated by the reverse rotation.
According to this configuration, by switching between forward rotation and reverse rotation of the motor/generator 22, the motor/generator 22 is operated as a motor to assist the power of the engine 21, and the motor/generator 22 is operated as a generator. It is possible to charge the battery 29 with the regenerated power.

また、モータ・ジェネレータ２２をショートブレーキ運転したとき、エンジン２１の回転数と油圧ポンプ２３の回転数が一致する。
この構成によれば、モータ・ジェネレータ２２をショートブレーキ運転する（ゼロ回転とする）ことによって、エンジン２１と油圧ポンプ２３とを直結運転させたときと同様の運転をすることができる。 Further, when the motor/generator 22 is short-braked, the rotational speed of the engine 21 and the rotational speed of the hydraulic pump 23 match.
According to this configuration, the same operation as when the engine 21 and the hydraulic pump 23 are directly operated can be performed by short braking the motor generator 22 (zero rotation).

また、動力伝達機構２４は遊星歯車機構３４を有し、遊星歯車機構３４は、第１軸３１に入力された動力が伝達される内歯車３７と、第３軸３３と接続された太陽歯車３８と、内歯車３７及び太陽歯車３８と噛み合うとともに第２軸３２に動力を出力する遊星歯車３９と、を有している。
この構成によれば、固定容量型の油圧ポンプ２３の回転数を変化させて吐出容量を可変とできる作業機１をコンパクトな構成の動力伝達機構２４により実現することができる。 In addition, the power transmission mechanism 24 has a planetary gear mechanism 34. The planetary gear mechanism 34 includes an internal gear 37 to which power inputted to the first shaft 31 is transmitted, and a sun gear 38 connected to the third shaft 33. and a planetary gear 39 that meshes with the internal gear 37 and the sun gear 38 and outputs power to the second shaft 32 .
According to this configuration, the power transmission mechanism 24 having a compact configuration can realize the working machine 1 capable of varying the displacement by changing the rotation speed of the fixed displacement hydraulic pump 23 .

また、動力伝達機構２４は、第１歯車機構３５及び第２歯車機構３６を有し、第１歯車機構３５は、第１軸３１と接続された第１歯車４１と、第１歯車４１と噛み合う第２歯車４２を有し、第２歯車機構３６は、第２軸３２と接続された第３歯車４３と、第３歯車４３と噛み合う第４歯車４４を有し、内歯車３７は第２歯車４２と接続され、遊星歯車３９は第４歯車４４と接続されている。 Further, the power transmission mechanism 24 has a first gear mechanism 35 and a second gear mechanism 36, and the first gear mechanism 35 meshes with a first gear 41 connected to the first shaft 31 and the first gear 41. A second gear mechanism 36 has a second gear 42, a second gear mechanism 36 has a third gear 43 connected to the second shaft 32, a fourth gear 44 meshing with the third gear 43, and an internal gear 37 is the second gear. 42 and the planetary gear 39 is connected with the fourth gear 44 .

この構成によれば、各歯車の歯数を適当に設定することにより、第１歯車機構３５によって第１軸３１から入力された動力（回転動力）の回転数を増加させることができる。また、第２歯車機構３６によって遊星歯車機構３４から出力される動力（回転動力）の回転方向を逆転させることができる。そのため、エンジン２１及びモータ・ジェネレータ２２から入力される回転動力を、動力伝達機構２４により適当な回転（回転数及び回転方向）として固定容量型の油圧ポンプ２３に出力することができる。 According to this configuration, by appropriately setting the number of teeth of each gear, the rotation speed of the power (rotational power) input from the first shaft 31 by the first gear mechanism 35 can be increased. Further, the rotation direction of the power (rotational power) output from the planetary gear mechanism 34 can be reversed by the second gear mechanism 36 . Therefore, the rotational power input from the engine 21 and the motor/generator 22 can be output to the fixed displacement hydraulic pump 23 as appropriate rotation (rotation speed and rotation direction) by the power transmission mechanism 24 .

また、太陽歯車３８の回転数を０としたとき、エンジン２１の回転数と油圧ポンプ２３の回転数が一致する。
この構成によれば、太陽歯車３８の回転数を０とすることによって、エンジン２１と油圧ポンプ２３とを直結運転させたときと同様の運転をすることができる。
また、動力伝達機構２４は、第１軸３１から動力を伝達可能な第１接続軸５１と、第３軸３３から動力を伝達可能な第２接続軸５２と、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容又は遮断するクラッチ（一方向クラッチ５３又は電磁クラッチ５４）と、を有している。 Further, when the number of revolutions of the sun gear 38 is 0, the number of revolutions of the engine 21 and the number of revolutions of the hydraulic pump 23 are the same.
According to this configuration, by setting the rotational speed of the sun gear 38 to 0, the same operation as when the engine 21 and the hydraulic pump 23 are directly operated can be performed.
Further, the power transmission mechanism 24 includes a first connection shaft 51 capable of transmitting power from the first shaft 31, a second connection shaft 52 capable of transmitting power from the third shaft 33, the first connection shaft 51 and the second and a clutch (one-way clutch 53 or electromagnetic clutch 54) that permits or blocks connection with the connection shaft 52 .

この構成によれば、クラッチ（一方向クラッチ５３又は電磁クラッチ５４）が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を遮断した場合、動力伝達機構２４がパラレルハイブリッド機能を発揮することができる。具体的には、モータ・ジェネレータ２２が正回転した場合には、モータ・ジェネレータ２２が力行状態となってエンジン２１の動力を補助して油圧ポンプ２３を駆動することができる。モータ・ジェネレータ２２が逆回転した場合には、モータ・ジェネレータ２２が回生状態となって回生電力をバッテリ２９に充電することができる。一方、クラッチ（一方向クラッチ５３又は電磁クラッチ５４）が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容した場合、モータ・ジェネレータ２２の動力をエンジン２１側へと戻すことができ、エンジン２１の動力低減に寄与することができる。 According to this configuration, when the clutch (one-way clutch 53 or electromagnetic clutch 54) disconnects the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power transmission mechanism 24 can exhibit the parallel hybrid function. can. Specifically, when the motor/generator 22 rotates in the forward direction, the motor/generator 22 enters a power running state and can assist the power of the engine 21 to drive the hydraulic pump 23 . When the motor/generator 22 rotates in the reverse direction, the motor/generator 22 enters a regenerative state and the battery 29 can be charged with the regenerated electric power. On the other hand, when the clutch (one-way clutch 53 or electromagnetic clutch 54) allows connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power of the motor generator 22 can be returned to the engine 21 side, This can contribute to power reduction of the engine 21 .

また、動力伝達機構２４は、第２歯車４２に接続された第１接続軸５１と、太陽歯車３８に接続された第２接続軸５２と、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容又は遮断する一方向クラッチ５３と、を有し、一方向クラッチ５３は、第２歯車４２の回転数が太陽歯車３８の回転数よりも大きいときは、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を遮断し、第２歯車４２の回転数が太陽歯車３８の回転数以下であるときは、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容する。 In addition, the power transmission mechanism 24 includes a first connection shaft 51 connected to the second gear 42, a second connection shaft 52 connected to the sun gear 38, and a connection between the first connection shaft 51 and the second connection shaft 52. and a one-way clutch 53 that allows or interrupts connection, and the one-way clutch 53 connects the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 51 when the number of rotations of the second gear 42 is greater than the number of rotations of the sun gear 38 . When the connection with the connecting shaft 52 is cut off and the rotation speed of the second gear 42 is equal to or lower than the rotation speed of the sun gear 38, the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52 is permitted.

この構成によれば、一方向クラッチ５３によって、第２歯車４２の回転数と太陽歯車３８の回転数との大小関係に応じて自動的に接続状態と遮断状態とを切り替えることが可能となる。そして、一方向クラッチ５３が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を遮断した場合、動力伝達機構２４が上述のパラレルハイブリッド機能を発揮することができる。また、一方向クラッチ５３が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容した場合、モータ・ジェネレータ２２の動力をエンジン２１側へと戻すことができ、エンジン２１の動力低減に寄与することができる。 According to this configuration, the one-way clutch 53 can automatically switch between the connected state and the disconnected state according to the magnitude relationship between the number of rotations of the second gear 42 and the number of rotations of the sun gear 38 . When the one-way clutch 53 cuts off the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power transmission mechanism 24 can exhibit the above-described parallel hybrid function. Further, when the one-way clutch 53 permits the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power of the motor/generator 22 can be returned to the engine 21 side, which contributes to the reduction of the power of the engine 21. can do.

また、動力伝達機構２４は、第２歯車４２に接続された第１接続軸５１と、太陽歯車３８に接続された第２接続軸５２と、第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容又は遮断する電磁クラッチ５４と、を有している。
この構成によれば、電磁クラッチ５４によって、第２歯車４２の回転数と太陽歯車３８の回転数との大小関係に関係なく、適当なタイミングで第１接続軸５１と第２接続軸５２とを接続したり遮断したりすることができる。電磁クラッチ５４が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を遮断した場合、動力伝達機構２４が上述のパラレルハイブリッド機能を発揮することができる。一方、電磁クラッチ５４が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容した場合、モータ・ジェネレータ２２の動力をエンジン２１側へと戻すことができ、エンジン２１の動力低減に寄与することができる。 In addition, the power transmission mechanism 24 includes a first connection shaft 51 connected to the second gear 42, a second connection shaft 52 connected to the sun gear 38, and a connection between the first connection shaft 51 and the second connection shaft 52. and an electromagnetic clutch 54 that permits or blocks connection.
According to this configuration, the electromagnetic clutch 54 connects the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52 at appropriate timing regardless of the magnitude relationship between the number of rotations of the second gear 42 and the number of rotations of the sun gear 38. You can connect or disconnect. When the electromagnetic clutch 54 cuts off the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power transmission mechanism 24 can exhibit the parallel hybrid function described above. On the other hand, when the electromagnetic clutch 54 allows the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power of the motor generator 22 can be returned to the engine 21 side, which contributes to the power reduction of the engine 21. be able to.

また、電磁クラッチ５４が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容したとき、モータ・ジェネレータ２２の動力は、第３軸３３から第２接続軸５２及び第１接続軸５１を介して第１軸３１へと伝達される。
この構成によれば、電磁クラッチ５４が第１接続軸５１と第２接続軸５２との接続を許容したとき、モータ・ジェネレータ２２の動力をエンジン２１側へと戻すことができ、エンジン２１の動力低減に寄与することができる。 Further, when the electromagnetic clutch 54 permits connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52 , the power of the motor generator 22 is transferred from the third shaft 33 to the second connecting shaft 52 and the first connecting shaft 51 . is transmitted to the first shaft 31 via the
According to this configuration, when the electromagnetic clutch 54 allows the connection between the first connecting shaft 51 and the second connecting shaft 52, the power of the motor/generator 22 can be returned to the engine 21 side, and the power of the engine 21 can be returned. can contribute to reduction.

また、作業機１は、エンジン２１の出力軸と接続された入力軸と、動力伝達機構２４の第１軸３１と接続された出力軸とを有する静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）２６と、静油圧式無段変速装置２６からの動力によって駆動する走行装置４と、走行装置４によって走行可能に支持された機体２と、を備え、作業装置３は、機体２に昇降可能に設けられたブーム１０と、ブーム１０に装着された作業具１１と、を有している。 The work machine 1 also includes a hydrostatic continuously variable transmission (HST) 26 having an input shaft connected to the output shaft of the engine 21 and an output shaft connected to the first shaft 31 of the power transmission mechanism 24. a traveling device 4 driven by power from a hydrostatic continuously variable transmission 26; and a working implement 11 attached to the boom 10 .

この構成によれば、ブーム１０と作業具１１とを含む作業装置３を備えたコンパクトトラックローダやスキッドステアローダ等のローダ作業機において、固定容量型の油圧ポンプ２３の回転数を変化させて作業装置３の駆動に適した圧力及び流量の作動油を供給することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 According to this configuration, in a loader working machine such as a compact track loader or a skid steer loader equipped with the working device 3 including the boom 10 and the working tool 11, the rotation speed of the fixed displacement hydraulic pump 23 is changed to perform the work. Hydraulic oil having a pressure and a flow rate suitable for driving the device 3 can be supplied.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.

１作業機
２機体
３作業装置
４走行装置
１０ブーム
１１作業具
２１エンジン
２２モータ・ジェネレータ
２３油圧ポンプ
２４動力伝達機構
２５制御部
２６静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）
２９バッテリ
３０圧力検出部
３１第１軸
３２第２軸
３３第３軸
３４遊星歯車機構
３７内歯車
３８太陽歯車
３９遊星歯車
４１第１歯車
４２第２歯車
４３第３歯車
４４第４歯車
５１第１接続軸
５２第２接続軸
５３クラッチ（一方向クラッチ）
５４クラッチ（電磁クラッチ） Reference Signs List 1 working machine 2 machine body 3 working device 4 traveling device 10 boom 11 working implement 21 engine 22 motor generator 23 hydraulic pump 24 power transmission mechanism 25 controller 26 hydrostatic continuously variable transmission (HST)
29 battery 30 pressure detector 31 first shaft 32 second shaft 33 third shaft 34 planetary gear mechanism 37 internal gear 38 sun gear 39 planetary gear 41 first gear 42 second gear 43 third gear 44 fourth gear 51 first Connection shaft 52 Second connection shaft 53 Clutch (one-way clutch)
54 Clutch (electromagnetic clutch)

Claims

engine and
a motor generator;
a hydraulic pump operated by power of the engine and/or the motor generator;
A first shaft to which power from the engine is input, a second shaft to output power to the hydraulic pump, and a third shaft to which power is input from or outputs power to the motor/generator. a power transmission mechanism having
a working device driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump;
a control unit that controls the rotation of the motor generator;
with
The hydraulic pump is a fixed displacement hydraulic pump,
The power transmission mechanism changes the power of the motor/generator so that the number of revolutions of the hydraulic pump changes independently of the number of revolutions of the engine when the controller changes the number of revolutions of the motor/generator. A work machine that transmits to the hydraulic pump.

a pressure detection unit that detects pressure of hydraulic oil supplied to the work device;
2. The work machine according to claim 1, wherein the control unit changes the rotation speed of the motor generator based on the pressure of hydraulic fluid detected by the pressure detection unit.

3. The work machine according to claim 2, wherein the control unit changes the rotation speed of the motor generator so that the pressure of the hydraulic oil detected by the pressure detection unit is constant.

comprising a battery connected to the motor generator,
The control unit changes the rotation speed of the motor-generator based on the output of the engine and the pressure of the hydraulic oil to change the power supply state in which electric power is supplied from the battery to the motor-generator, and the motor-generator. 3. The work machine according to claim 2, wherein the power generated by the generator is switched between a charging state in which the battery is charged.

The control unit is capable of switching forward rotation and reverse rotation of the motor generator,
When the motor generator rotates forward, the power generated by the forward rotation assists the engine in driving the hydraulic pump,
5. The working machine according to claim 4, wherein when the motor generator rotates in the reverse direction, the battery is charged with regenerated electric power generated by the reverse rotation.

The work machine according to any one of claims 1 to 5, wherein when the motor/generator is short-braked, the number of revolutions of the engine and the number of revolutions of the hydraulic pump are the same.

The power transmission mechanism has a planetary gear mechanism,
The planetary gear mechanism includes an internal gear to which power input to the first shaft is transmitted; a sun gear connected to the third shaft; The work machine according to any one of claims 1 to 6, further comprising a planetary gear that outputs

The power transmission mechanism has a first gear mechanism and a second gear mechanism,
The first gear mechanism has a first gear connected to the first shaft and a second gear meshing with the first gear,
The second gear mechanism has a third gear connected to the second shaft and a fourth gear meshing with the third gear,
The working machine according to claim 7, wherein the internal gear is connected with the second gear, and the planetary gear is connected with the fourth gear.

9. The working machine according to claim 8, wherein when the number of revolutions of the sun gear is 0, the number of revolutions of the engine and the number of revolutions of the hydraulic pump are the same.

The power transmission mechanism is
a first connection shaft capable of transmitting power from the first shaft;
a second connection shaft capable of transmitting power from the third shaft;
a clutch that allows or blocks connection between the first connection shaft and the second connection shaft;
The work machine according to any one of claims 7 to 9, having

The power transmission mechanism is
a first connection shaft connected to the second gear;
a second connecting shaft connected to the sun gear;
a one-way clutch that allows or blocks connection between the first connection shaft and the second connection shaft;
has
The one-way clutch is
when the number of rotations of the second gear is higher than the number of rotations of the sun gear, disconnecting the connection between the first connection shaft and the second connection shaft;
10. The working machine according to claim 8, wherein the connection between the first connecting shaft and the second connecting shaft is permitted when the number of rotations of the second gear is equal to or less than the number of rotations of the sun gear.

The power transmission mechanism is
a first connection shaft connected to the second gear;
a second connecting shaft connected to the sun gear;
an electromagnetic clutch that allows or blocks connection between the first connection shaft and the second connection shaft;
The working machine according to claim 8 or 9, comprising:

when the clutch permits connection between the first connecting shaft and the second connecting shaft;
The work according to any one of claims 10 to 12, wherein the power of said motor generator is transmitted from said third shaft to said first shaft via said second connecting shaft and said first connecting shaft. machine.

a hydrostatic continuously variable transmission having an input shaft connected to the output shaft of the engine and an output shaft connected to the first shaft of the power transmission mechanism;
a traveling device driven by power from the hydrostatic continuously variable transmission;
a fuselage supported by the traveling device so as to be able to travel;
with
The working machine according to any one of claims 1 to 13, wherein the working device has a boom provided on the machine body so as to be able to move up and down, and a working tool attached to the boom.