JP4764018B2 - Traveling work machine - Google Patents

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Description

本発明は、ホイールローダなどの走行作業機械に関し、特に、走行体と作業機とを備え走行と作業を同時に行うことがある走行作業機械に関する。   The present invention relates to a traveling work machine such as a wheel loader, and more particularly to a traveling work machine that includes a traveling body and a work machine and that may perform traveling and work simultaneously.

ホイールローダ、油圧ショベルなどの建設機械は、エンジンを駆動源としてブーム、バケットなどの作業機、車輪、履帯などの走行体が作動される構成が従来、一般的である。   2. Description of the Related Art Conventionally, construction machines such as a wheel loader and a hydraulic excavator generally have a configuration in which a working machine such as a boom and a bucket, and a traveling body such as a wheel and a crawler are operated using an engine as a drive source.

しかし、近年の環境汚染や石油資源枯渇への対応のために、駆動源としてエンジンと電動モータを併用したり、エンジンを電動モータに置き換えた車両が、一般自動車の分野のみならず建設機械などの走行作業機械の分野においても開発されつつある。   However, in order to cope with environmental pollution and oil resource depletion in recent years, vehicles that use an engine and an electric motor together as a drive source or replace the engine with an electric motor are not only used in the field of general automobiles but also in construction machinery. It is also being developed in the field of traveling work machines.

後掲する特許文献1には、油圧ショベルのブーム、アーム、バケット、走行体、上部旋回体といった各駆動軸毎に、電動モータを取り付け、個別の電動モータによって、これらブーム、アーム、バケット、走行体、上部旋回体の各駆動軸を作動させるという発明が記載されている。
特開2001−3398号公報
In Patent Document 1 to be described later, an electric motor is attached to each drive shaft such as a boom, an arm, a bucket, a traveling body, and an upper swing body of a hydraulic excavator, and these boom, arm, bucket, traveling The invention in which the drive shafts of the body and the upper swing body are operated is described.
JP 2001-3398 A

上述したように、電動モータを各作業機毎に、走行体の各駆動軸毎に個別に設け、個別に作動させる構成とした場合には、駆動軸の要求馬力以上に馬力を出力し得る容量の電動モータを各駆動軸毎に用意しなければならない。このため、個別の電動モータの容量の総和(馬力の総和)が、1つのエンジンで各駆動軸を駆動する従来構成の場合のエンジン馬力と比較して大きなものにならざるを得ない。これにより電動モータが大型化し、装置コストが増大するとともに、エネルギー効率が低下するという問題が招来する。   As described above, when an electric motor is individually provided for each work machine and for each drive shaft of the traveling body and configured to operate individually, a capacity capable of outputting horsepower beyond the required horsepower of the drive shaft. The electric motor must be prepared for each drive shaft. For this reason, the sum total of the capacities of individual electric motors (total horsepower) must be larger than the engine horsepower in the case of the conventional configuration in which each drive shaft is driven by one engine. This increases the size of the electric motor, increases the cost of the apparatus, and causes a problem that energy efficiency decreases.

一方で、従来の油圧システムのように、エンジンの駆動力を、油圧ポンプを介して各駆動軸に振り分けていたのと同様に、エンジンを電動モータに置き換えて、電動モータの駆動力を、各駆動軸に振り分けるように構成することも考えられる。   On the other hand, as in the conventional hydraulic system, the engine driving force is distributed to each driving shaft via a hydraulic pump, and the engine is replaced with an electric motor so that the electric motor driving force is It is also conceivable to arrange to distribute to the drive shaft.

しかし、このように電動モータの駆動力を各駆動軸に振り分けた場合には、その構成、制御内容が、油圧システムによって各駆動軸に振り分ける従来の構成、制御内容と比較して、複雑となり、装置コストが増大する。   However, when the driving force of the electric motor is distributed to each drive shaft in this way, the configuration and control content are complicated compared to the conventional configuration and control content distributed to each drive shaft by the hydraulic system, The equipment cost increases.

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、電動モータを駆動源として走行作業機械の走行体、作業機を作動させるに際して、電動モータの容量の総和を小さくするとともに、電動モータの駆動力を各駆動軸に振り分けるための構成、制御内容を簡易なものとすることで、装置コストを低減させるとともに、エネルギー効率を向上させることを解決課題とするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and when operating a traveling body and a working machine of a traveling work machine using an electric motor as a driving source, the total capacity of the electric motor is reduced and driving of the electric motor is performed. The problem to be solved is to reduce the apparatus cost and improve the energy efficiency by simplifying the configuration and control contents for distributing the force to the drive shafts.

第1発明は、
走行体(13)と作業機(18、19)とを備えた走行作業機械において、
第1の電動モータ(5)と、
第2の電動モータ(6)と、
第1および第2の電動モータ(5、6)の駆動トルクが入力され、第1および第2の電動モータ(5、6)の駆動トルクが走行体(13)の駆動軸(11a)と作業機(18、19)の駆動軸(12a)に分配されて伝達されるトルク分配伝達機構(10)と
を備えたことを特徴とする。
The first invention is
In the traveling work machine including the traveling body (13) and the work machines (18, 19),
A first electric motor (5);
A second electric motor (6);
The drive torques of the first and second electric motors (5, 6) are input, and the drive torques of the first and second electric motors (5, 6) work with the drive shaft (11a) of the traveling body (13). And a torque distribution transmission mechanism (10) distributed and transmitted to the drive shaft (12a) of the machine (18, 19).

第2発明は、第1発明において、
前記走行作業機械は、ホイールローダ(1)であり、
前記トルク分配伝達機構(10)は、第1の電動モータ(5)の駆動トルクの全部が走行体(13)の駆動軸(11a)に伝達され、第2の電動モータ(6)の駆動トルクの全部または一部が走行体(13)の駆動軸(11a)に伝達されるように構成されていること
を特徴とする。
The second invention is the first invention,
The traveling work machine is a wheel loader (1),
The torque distribution transmission mechanism (10) transmits the entire driving torque of the first electric motor (5) to the driving shaft (11a) of the traveling body (13), and the driving torque of the second electric motor (6). Is configured to be transmitted to the drive shaft (11a) of the traveling body (13).

第3発明は、第1発明において、
前記トルク分配伝達機構(10)は、差動歯車機構で構成されていること
を特徴とする。
The third invention is the first invention,
The torque distribution / transmission mechanism (10) is a differential gear mechanism.

第4発明は、第1発明において、
前記トルク分配伝達機構(10)は、遊星歯車機構で構成されていること
を特徴とする。
A fourth invention is the first invention,
The torque distribution / transmission mechanism (10) is a planetary gear mechanism.

第5発明は、第1発明において、
前記トルク分配伝達機構(10)は、差動歯車機構で構成され、
第2の電動モータ(6)の出力軸(6a)は、前記トルク分配伝達機構(10)の第2の入力軸(10b)に連結され、
前記トルク分配伝達機構(10)の第2の出力軸(10d)は、作業機(18、19)の駆動軸(12a)に連結され、
第2の入力軸(10b)と、第2の出力軸(10d)との係合、係合解除を行うクラッチ(61)が設けられること
を特徴とする。
A fifth invention is the first invention,
The torque distribution transmission mechanism (10) is constituted by a differential gear mechanism,
The output shaft (6a) of the second electric motor (6) is connected to the second input shaft (10b) of the torque distribution transmission mechanism (10),
The second output shaft (10d) of the torque distribution transmission mechanism (10) is connected to the drive shaft (12a) of the work machine (18, 19),
A clutch (61) for engaging and disengaging the second input shaft (10b) and the second output shaft (10d) is provided.

第6発明は、第1発明において、
前記トルク分配伝達機構(10)は、遊星歯車機構で構成され、
第2の電動モータ(6)の出力軸(6a)は、前記トルク分配伝達機構(10)の第2の入力軸(10b)に連結され、
前記トルク分配伝達機構(10)の第2の出力軸(10d)は、作業機(18、19)の駆動軸(12a)に連結され、
第2の入力軸(10b)と、第2の出力軸(10d)との係合、係合解除を行うクラッチ(61)が設けられ、
第2の入力軸(10b)と、遊星歯車(110)との連結、連結解除を行うクラッチ(62)が設けられること
を特徴とする。
A sixth invention is the first invention,
The torque distribution transmission mechanism (10) is composed of a planetary gear mechanism,
The output shaft (6a) of the second electric motor (6) is connected to the second input shaft (10b) of the torque distribution transmission mechanism (10),
The second output shaft (10d) of the torque distribution transmission mechanism (10) is connected to the drive shaft (12a) of the work machine (18, 19),
A clutch (61) that engages and disengages the second input shaft (10b) and the second output shaft (10d) is provided.
A clutch (62) for connecting and releasing the connection between the second input shaft (10b) and the planetary gear (110) is provided.

第7発明は、第6発明において、
遊星歯車(110)のリングギア(10R)を制動するブレーキ(63)が設けられること
を特徴とする。
A seventh invention is the sixth invention,
A brake (63) for braking the ring gear (10R) of the planetary gear (110) is provided.

第1発明によれば、図1に示すように、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクがトルク分配伝達機構に入力され、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクが走行体13の駆動軸11aと作業機の駆動軸12aに分配されて伝達される。   According to the first invention, as shown in FIG. 1, the drive torques of the first and second electric motors 5 and 6 are input to the torque distribution transmission mechanism, and the first and second electric motors 5 and 6 are driven. Torque is distributed and transmitted to the drive shaft 11a of the traveling body 13 and the drive shaft 12a of the work implement.

これにより図11に示すように、第1および第2の電動モータ5、6の容量の総和を小さくできる。また、図2に示すように、既存の車載システムに、電動モータ5、6、インバータ3、4、バッテリ2、遊星歯車機構などで構成されるトルク分配伝達機構10、コントローラ20を追加するだけでよく、第1および第2の電動モータ5、6の駆動力を各駆動軸11a、12aに振り分けるための構成、制御内容を簡易なものとすることができる。これにより装置コストが低減し、エネルギー効率が向上する。   Thereby, as shown in FIG. 11, the sum total of the capacity | capacitance of the 1st and 2nd electric motors 5 and 6 can be made small. Further, as shown in FIG. 2, a torque distribution transmission mechanism 10 and a controller 20 including an electric motor 5, 6, an inverter 3, 4, a battery 2, a planetary gear mechanism, and the like are added to an existing in-vehicle system. It is possible to simplify the configuration and control contents for distributing the driving force of the first and second electric motors 5 and 6 to the driving shafts 11a and 12a. This reduces device costs and improves energy efficiency.

第2発明によれば、図1に示すように、ホイールローダ1において、第1の電動モータ5の駆動トルクの全部が走行体13の駆動軸11aに伝達され、第2の電動モータ6の駆動トルクの全部または一部が走行体13の駆動軸11aに伝達される。なお、第2の電動モータ6の駆動トルクの一部が走行体13の駆動軸11aに伝達された場合には、第2の電動モータ6の駆動トルクの残りは、作業機18、19の駆動軸12aに伝達される。   According to the second invention, as shown in FIG. 1, in the wheel loader 1, the entire drive torque of the first electric motor 5 is transmitted to the drive shaft 11 a of the traveling body 13, and the second electric motor 6 is driven. All or part of the torque is transmitted to the drive shaft 11 a of the traveling body 13. When a part of the driving torque of the second electric motor 6 is transmitted to the driving shaft 11 a of the traveling body 13, the remaining driving torque of the second electric motor 6 is driven by the working machines 18 and 19. It is transmitted to the shaft 12a.

ホイールローダ1は、掘削時などに走行動力に大きな動力を必要とする。第2発明によれば、第1の電動モータ5の駆動トルクのみならず、通常は作業機動力に振り分けられている第2の電動モータ6の駆動トルクの全部を走行動力に振り分けることが可能であり、ホイールローダ1で掘削作業を行う際に、大きな走行動力を得ることができ、作業効率が向上する。   The wheel loader 1 requires a large amount of power for traveling power during excavation. According to the second invention, not only the driving torque of the first electric motor 5 but also all of the driving torque of the second electric motor 6 that is normally distributed to the work machine power can be distributed to the traveling power. In addition, when excavation work is performed with the wheel loader 1, a large traveling power can be obtained, and work efficiency is improved.

第3発明によれば、たとえば図22(a)、(b)に示す遊星歯車110あるいはディファレンシャルギア130といった差動歯車を用いた差動歯車機構によって、トルク分配伝達機構10が構成される。   According to the third invention, the torque distribution transmission mechanism 10 is constituted by a differential gear mechanism using a differential gear such as the planetary gear 110 or the differential gear 130 shown in FIGS. 22 (a) and 22 (b), for example.

第4発明によれば、図22(a)に示す遊星歯車110を用いた遊星歯車機構によって、トルク分配伝達機構10が構成される。   According to the fourth invention, the torque distribution transmission mechanism 10 is constituted by the planetary gear mechanism using the planetary gear 110 shown in FIG.

第5発明によれば、図23(a)に示すように、第2の入力軸10bと、第2の出力軸(作業機出力軸)10dとの係合、係合解除を行うクラッチ61が設けられ、走行動力のみが必要で作業機動力が不要な場合には、クラッチ61の係合が解除され、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクの全てが、第1の出力軸(走行出力軸)10cに伝達され、第2の出力軸(作業機出力軸)10dには伝達されないように制御される。このため、走行動力のみが必要で作業機動力が不要な状況には、作業機出力軸10dは回転駆動されなくなり、油圧ポンプ12から吐出される圧油が無駄にタンクに排出されてエネルギーロスを生じることが回避される。   According to the fifth aspect of the present invention, as shown in FIG. 23A, the clutch 61 that engages and disengages the second input shaft 10b and the second output shaft (work machine output shaft) 10d is provided. In the case where only traveling power is required and work machine power is not required, the clutch 61 is disengaged, and all of the driving torques of the first and second electric motors 5 and 6 are supplied to the first output. It is controlled so that it is transmitted to the shaft (travel output shaft) 10c and not transmitted to the second output shaft (worker output shaft) 10d. For this reason, in a situation where only the traveling power is required and the work machine power is not required, the work machine output shaft 10d is not driven to rotate, and the pressure oil discharged from the hydraulic pump 12 is wastefully discharged to the tank, resulting in energy loss. It is avoided that it occurs.

第6発明によれば、図23(a)に示すように、クラッチ61に加えて、第2の入力軸10bと、ギア10eとの連結、連結解除を行うクラッチ62が設けられ、作業機動力のみが必要で走行動力が不要な場合には、クラッチ62の連結が解除され、第2の電動モータ6によって遊星歯車110のリングギア10Rが回転駆動されないように制御される。このため、作業機動力のみが必要で走行動力が不要な状況には、第2の電動モータ6によって遊星歯車110のリングギア10Rを介して走行出力軸10cが駆動されるようなことがなくなり、エネルギーロスを生じることが回避される。   According to the sixth aspect of the invention, as shown in FIG. 23 (a), in addition to the clutch 61, the clutch 62 that connects and disconnects the second input shaft 10b and the gear 10e is provided. When the driving power is not required, the clutch 62 is disengaged, and the second electric motor 6 is controlled so that the ring gear 10R of the planetary gear 110 is not rotationally driven. For this reason, in a situation where only work machine power is required and travel power is not required, the travel output shaft 10c is not driven by the second electric motor 6 via the ring gear 10R of the planetary gear 110. Energy loss is avoided.

第7発明によれば、図23(a)に示すように、クラッチ61、62に加えて、遊星歯車110のリングギア10Rを制動するブレーキ63が設けられる。これにより、たとえば図23(b)に示すごとく、作業モードA〜Eに応じて、クラッチ61、62の係合、解除、ブレーキ63を作動、解除を制御することができるようになり、その結果として、余分な動力の消費が抑制されて、エネルギー効率を高めることができる。   According to the seventh invention, as shown in FIG. 23A, in addition to the clutches 61 and 62, the brake 63 for braking the ring gear 10R of the planetary gear 110 is provided. As a result, for example, as shown in FIG. 23B, the engagement and release of the clutches 61 and 62 and the operation and release of the brake 63 can be controlled according to the work modes A to E, and as a result. As a result, the consumption of extra power can be suppressed and the energy efficiency can be increased.

後述するように、特にホイールローダでは、掘削と走行の頻繁な作業比率の変更がある。このため、各作業で最適な動力伝達を得るために逐次、作業モードを選択することが多大な燃費改善につながる。   As will be described later, particularly in a wheel loader, there is a frequent change in work ratio between excavation and traveling. For this reason, in order to obtain the optimum power transmission in each work, sequentially selecting the work mode leads to a great improvement in fuel consumption.

以下、図面を参照して本発明に係る走行作業機械の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、走行作業機械としてホイールローダを想定する。しかし、本発明としては油圧ショベルなどの他の走行作業機機械にも適用可能である。   Embodiments of a traveling work machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a wheel loader is assumed as the traveling work machine. However, the present invention can also be applied to other traveling work machine machines such as a hydraulic excavator.

図1(a)は、第1実施例のホイールローダ1の内部の構成を示している。   Fig.1 (a) has shown the internal structure of the wheel loader 1 of 1st Example.

同図1(a)に示すように、駆動部7は、バッテリ2、インバータ3、4、第1および第2の電動モータ5、6からなる。バッテリ2は、インバータ3を介して第1の電動モータ5に電気的に接続されているとともに、インバータ4を介して第2の電動モータ6に電気的に接続されている。バッテリ2は、キャパシタや鉛電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の蓄電池や燃料電池によって構成されている。   As shown in FIG. 1A, the drive unit 7 includes a battery 2, inverters 3 and 4, and first and second electric motors 5 and 6. The battery 2 is electrically connected to the first electric motor 5 via the inverter 3 and is electrically connected to the second electric motor 6 via the inverter 4. The battery 2 includes a storage battery such as a capacitor, a lead battery, a nickel metal hydride battery, or a lithium ion battery, and a fuel cell.

図1(a)の破線で示す駆動部7は、図1(b)に示す構成に置き換えてもよい。図1(b)に示す駆動部7は、エンジン8の出力軸が発電機9の駆動軸に連結され、発電機9がインバータ3、4を介して第1および第2の電動モータ5、6に電気的に接続されるように構成されている。さらに、図1(a)、(b)を組み合わせて駆動部7を構成してもよい。   The drive unit 7 indicated by a broken line in FIG. 1A may be replaced with the configuration shown in FIG. 1B, the output shaft of the engine 8 is connected to the drive shaft of the generator 9, and the generator 9 is connected to the first and second electric motors 5 and 6 via the inverters 3 and 4, respectively. It is comprised so that it may be electrically connected to. Furthermore, the drive unit 7 may be configured by combining FIGS.

第1および第2の電動モータ5、6の出力軸5a、6aはそれぞれ、トルク分配伝達機構としての遊星歯車機構10の第1の入力軸10a、第2の入力軸10bに連結されている。遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cは、走行体13の駆動軸11aとしての動力伝達機構11の入力軸11aに連結されている。遊星歯車機構10の第2の出力軸(作業機出力軸)10dは、作業機の駆動軸12aとしての可変容量型の油圧ポンプ12の駆動軸12aに連結されている。   The output shafts 5a and 6a of the first and second electric motors 5 and 6 are connected to the first input shaft 10a and the second input shaft 10b of the planetary gear mechanism 10 as a torque distribution transmission mechanism, respectively. The first output shaft (travel output shaft) 10 c of the planetary gear mechanism 10 is connected to the input shaft 11 a of the power transmission mechanism 11 as the drive shaft 11 a of the travel body 13. A second output shaft (work machine output shaft) 10d of the planetary gear mechanism 10 is connected to a drive shaft 12a of a variable displacement hydraulic pump 12 as a drive shaft 12a of the work machine.

遊星歯車機構10は、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを入力して、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを走行体13の駆動軸11aと作業機の駆動軸12aに分配して伝達するように構成されている。また、遊星歯車機構10は、第1の電動モータ5の駆動トルクの全部が走行体13の駆動軸11aに伝達され、第2の電動モータ6の駆動トルクの全部または一部が走行体13の駆動軸11aに伝達されるように構成されている。   The planetary gear mechanism 10 inputs the driving torque of the first and second electric motors 5 and 6, and uses the driving torque of the first and second electric motors 5 and 6 as the driving shaft 11 a of the traveling body 13 and the work machine. The drive shaft 12a is distributed and transmitted. In the planetary gear mechanism 10, all of the driving torque of the first electric motor 5 is transmitted to the driving shaft 11 a of the traveling body 13, and all or part of the driving torque of the second electric motor 6 is transmitted to the traveling body 13. It is configured to be transmitted to the drive shaft 11a.

図12(a)は、遊星歯車110を正面図にて示し、図12(b)は、図1に対応させて遊星歯車110の側面を拡大して示している。 この図12と図1を併せ参照して説明すると、第1の電動モータ5の出力軸5aは、遊星歯車機構10の第1の入力軸10aを介して遊星歯車110のサンギア10Sに連結されている。第2の電動モータ6の出力軸6aは、遊星歯車機構10の第2の入力軸10bを介してギア10eに連結されている。ギア10eは、遊星歯車110のリングギア10Rに歯合している。   FIG. 12A shows the planetary gear 110 in a front view, and FIG. 12B shows an enlarged side view of the planetary gear 110 corresponding to FIG. Referring to FIG. 12 and FIG. 1 together, the output shaft 5a of the first electric motor 5 is connected to the sun gear 10S of the planetary gear 110 via the first input shaft 10a of the planetary gear mechanism 10. Yes. The output shaft 6 a of the second electric motor 6 is connected to the gear 10 e via the second input shaft 10 b of the planetary gear mechanism 10. The gear 10e meshes with the ring gear 10R of the planetary gear 110.

遊星歯車110のプラネタリウムギア10Pは、プラネタリウムキャリア10PCに連結されており、プラネタリウムキャリア10PCは遊星歯車機構10の第1の出力軸10cを介して、走行体13の駆動軸11aに連結されている。   The planetarium gear 10P of the planetary gear 110 is connected to the planetarium carrier 10PC, and the planetarium carrier 10PC is connected to the drive shaft 11a of the traveling body 13 via the first output shaft 10c of the planetary gear mechanism 10.

遊星歯車機構10のギア10eは、遊星歯車機構10の第2の出力軸10dを介して、作業機の駆動軸12aに連結されている。   The gear 10 e of the planetary gear mechanism 10 is connected to the drive shaft 12 a of the work machine via the second output shaft 10 d of the planetary gear mechanism 10.

動力伝達機構11は、駆動軸11aと、駆動軸11aに連結された減速用ギア11bと、減速用ギア11bに連結されたプロペラシャフト11cと、プロペラシャフト11cに連結されたディファレンシャルギア11dと、ディファレンシャルギア11dに連結されたアクスルシャフト11eと、アクスルシャフト11eに連結されたファイナルギア11fとからなり、ファイナルギア11fは、走行体としての車輪13に連結されている。車輪13は、たとえばホイールローダ1の前輪に相当する。なお、図1に示すプロペラシャフト11cから車輪13までの構成を、前輪、後輪共に同様の構成として、4輪駆動車とする実施も可能である。   The power transmission mechanism 11 includes a drive shaft 11a, a reduction gear 11b connected to the drive shaft 11a, a propeller shaft 11c connected to the reduction gear 11b, a differential gear 11d connected to the propeller shaft 11c, and a differential. It consists of an axle shaft 11e connected to the gear 11d and a final gear 11f connected to the axle shaft 11e. The final gear 11f is connected to a wheel 13 as a traveling body. The wheel 13 corresponds to a front wheel of the wheel loader 1, for example. The configuration from the propeller shaft 11c to the wheel 13 shown in FIG. 1 can be implemented as a four-wheel drive vehicle with the same configuration for both the front wheels and the rear wheels.

図2は、油圧ポンプ12を含む各種油圧機器と、これら各種油圧機器と、第1および第2の電動モータ5、6を駆動制御する制御系の構成をブロック図にて示している。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of various hydraulic devices including the hydraulic pump 12, these various hydraulic devices, and a control system for driving and controlling the first and second electric motors 5 and 6.

すなわち、油圧ポンプ12の吐出口12bは、吐出油路25、方向切換弁14、方向流量制御弁15を介して油圧シリンダ16、17のシリンダ室に連通している。油圧シリンダ16、17はそれぞれ、作業機18、19に連結している。作業機18、19は、たとえばホイールローダ1のブーム、バケットである。   That is, the discharge port 12 b of the hydraulic pump 12 communicates with the cylinder chambers of the hydraulic cylinders 16 and 17 through the discharge oil passage 25, the direction switching valve 14, and the direction flow control valve 15. The hydraulic cylinders 16 and 17 are connected to working machines 18 and 19, respectively. The work machines 18 and 19 are, for example, the boom and bucket of the wheel loader 1.

油圧シリンダ16、17のシリンダ室は、方向流量制御弁15、方向切換弁14、戻り油路27、タンク22を介して油圧ポンプ12の吸込み口12cに連通している。油圧ポンプ12の斜板の傾転位置は、サーボ機構28によって駆動される。   The cylinder chambers of the hydraulic cylinders 16 and 17 communicate with the suction port 12 c of the hydraulic pump 12 through the directional flow control valve 15, the directional switching valve 14, the return oil passage 27, and the tank 22. The tilting position of the swash plate of the hydraulic pump 12 is driven by the servo mechanism 28.

吐出油路25には、油圧ポンプ12の吐出圧を検出する圧力センサ26が設けられている。第2の出力軸10dないしは油圧ポンプ12の駆動軸12aには、油圧ポンプ12の回転数を検出する回転数センサ29が設けられている。   The discharge oil passage 25 is provided with a pressure sensor 26 that detects the discharge pressure of the hydraulic pump 12. A rotation speed sensor 29 that detects the rotation speed of the hydraulic pump 12 is provided on the second output shaft 10 d or the drive shaft 12 a of the hydraulic pump 12.

第1の出力軸10cないしは動力伝達機構11の駆動軸11aには、駆動トルクを検出するトルクセンサ30が設けられている。また、走行体13には、車速を検出する車速センサ127が設けられている。   The first output shaft 10 c or the drive shaft 11 a of the power transmission mechanism 11 is provided with a torque sensor 30 that detects drive torque. The traveling body 13 is provided with a vehicle speed sensor 127 that detects the vehicle speed.

アクセルペダル23、作業機用操作レバー24は、たとえば運転室に設けられている。なお、ホイールローダ1では、ステアリングの操作によって車体の向きが変化されるが、本実施例では説明の便宜のため省略している。   The accelerator pedal 23 and the work machine operation lever 24 are provided, for example, in the cab. In the wheel loader 1, the direction of the vehicle body is changed by a steering operation, but this is omitted in this embodiment for convenience of explanation.

圧力センサ26、回転数センサ29、トルクセンサ30、車速センサ127の検出信号、アクセルペダル23、作業機用操作レバー24の操作量を示す信号は、コントローラ20に入力される。   A signal indicating the operation amount of the pressure sensor 26, the rotation speed sensor 29, the torque sensor 30, the vehicle speed sensor 127, the accelerator pedal 23, and the work machine operation lever 24 is input to the controller 20.

インバータ3、4は、電動モータ用制御器21から出力される制御信号によって駆動制御される。電動モータ用制御器21は、コントローラ20から入力される制御信号によって駆動制御される。   The inverters 3 and 4 are driven and controlled by a control signal output from the electric motor controller 21. The electric motor controller 21 is driven and controlled by a control signal input from the controller 20.

コントローラ20では、油圧ポンプ12のサーボ機構28を駆動制御するための制御信号、方向流量制御弁15の弁位置を駆動制御するための制御信号、第1および第2の電動モータ5、6を駆動制御するための制御信号が生成され、サーボ機構28、方向流量制御弁15、電動モータ用制御器21にそれぞれ出力される。   In the controller 20, a control signal for driving and controlling the servo mechanism 28 of the hydraulic pump 12, a control signal for driving and controlling the valve position of the directional flow control valve 15, and the first and second electric motors 5 and 6 are driven. Control signals for control are generated and output to the servo mechanism 28, the directional flow control valve 15, and the electric motor controller 21, respectively.

コントローラ20から、第1の電動モータ5で正(+)極性のトルクを発生させるための制御信号が出力されると、インバータ3は、第1の電動モータ5が電動機として作動するように制御する。この場合には、バッテリ2に蓄積された直流電力は、インバータ3で交流電力に変換されて第1の電動モータ5に供給され、第1の電動モータ5の出力軸5aが回転駆動される。これにより第1の電動モータ5でトルクが発生し、このトルクは、第1の電動モータ5の出力軸5aを介して遊星歯車機構10の第1の入力軸10aに伝達される。   When the controller 20 outputs a control signal for generating a positive (+) polarity torque in the first electric motor 5, the inverter 3 controls the first electric motor 5 to operate as an electric motor. . In this case, the DC power stored in the battery 2 is converted into AC power by the inverter 3 and supplied to the first electric motor 5, and the output shaft 5 a of the first electric motor 5 is rotationally driven. As a result, torque is generated in the first electric motor 5, and this torque is transmitted to the first input shaft 10 a of the planetary gear mechanism 10 via the output shaft 5 a of the first electric motor 5.

コントローラ20から、第1の電動モータ5で負(−)極性のトルクを発生させるための制御信号が出力されると、インバータ3は、第1の電動モータ5が発電機として作動するように制御する。この場合には、第1の電動モータ5の出力軸5aのトルクが、第1の電動モータ5に吸収されて発電が行われる。第1の電動モータ5で発生した交流電力は、インバータ3で直流電力に変換されて、直流電源線を介してバッテリ2に供給され直流電力として蓄積される。   When the controller 20 outputs a control signal for generating negative (−) polarity torque in the first electric motor 5, the inverter 3 controls the first electric motor 5 to operate as a generator. To do. In this case, the torque of the output shaft 5a of the first electric motor 5 is absorbed by the first electric motor 5 to generate power. The AC power generated by the first electric motor 5 is converted into DC power by the inverter 3, supplied to the battery 2 through the DC power supply line, and stored as DC power.

コントローラ20から、第2の電動モータ6で正(+)極性のトルクを発生させるための制御信号が出力されると、インバータ4は、第2の電動モータ6が電動機として作動するように制御する。この場合には、バッテリ2に蓄積された直流電力は、インバータ4で交流電力に変換されて第2の電動モータ6に供給され、第2の電動モータ6の出力軸6aが回転駆動される。これにより第2の電動モータ6でトルクが発生し、このトルクは、第2の電動モータ6の出力軸6aを介して遊星歯車機構10の第2の入力軸10bに伝達される。   When the controller 20 outputs a control signal for generating a positive (+) polarity torque in the second electric motor 6, the inverter 4 controls the second electric motor 6 to operate as an electric motor. . In this case, the DC power stored in the battery 2 is converted into AC power by the inverter 4 and supplied to the second electric motor 6, and the output shaft 6 a of the second electric motor 6 is rotationally driven. Thereby, torque is generated in the second electric motor 6, and this torque is transmitted to the second input shaft 10 b of the planetary gear mechanism 10 via the output shaft 6 a of the second electric motor 6.

コントローラ20から、第2の電動モータ6で負(−)極性のトルクを発生させるための制御信号が出力されると、インバータ4は、第2の電動モータ6が発電機として作動するように制御する。この場合には、第2の電動モータ6の出力軸6aのトルクが、第2の電動モータ6に吸収されて発電が行われる。第2の電動モータ6で発生した交流電力は、インバータ4で直流電力に変換されて、直流電源線を介してバッテリ2に供給され直流電力として蓄積される。   When the controller 20 outputs a control signal for generating a negative (−) polarity torque in the second electric motor 6, the inverter 4 controls the second electric motor 6 to operate as a generator. To do. In this case, the torque of the output shaft 6a of the second electric motor 6 is absorbed by the second electric motor 6 to generate power. The AC power generated by the second electric motor 6 is converted into DC power by the inverter 4, supplied to the battery 2 through the DC power supply line, and stored as DC power.

第1の電動モータ5で発生した駆動トルクは、遊星歯車機構10の第1の入力軸10a、サンギア10S、プラネタリウムギア10P、プラネタリウムキャリア10PC、第1の出力軸10cを介して、走行体13の駆動軸11aに伝達される。一方、第2の電動モータ6で発生した駆動トルクは、遊星歯車機構10の第2の入力軸10b、第2の出力軸10dを介して、作業機18、19の駆動軸12a、つまり油圧ポンプ12の駆動軸12aに伝達されるとともに、遊星歯車機構10の第2の入力軸10b、ギア10e、リングギア10R、プラネタリウムギア10P、プラネタリウムキャリア10PC、第1の出力軸10cを介して、走行体13の駆動軸11aに伝達される。   The drive torque generated by the first electric motor 5 is transmitted to the traveling body 13 via the first input shaft 10a, the sun gear 10S, the planetarium gear 10P, the planetarium carrier 10PC, and the first output shaft 10c of the planetary gear mechanism 10. It is transmitted to the drive shaft 11a. On the other hand, the drive torque generated by the second electric motor 6 is supplied to the drive shaft 12a of the working machines 18 and 19, that is, the hydraulic pump, via the second input shaft 10b and the second output shaft 10d of the planetary gear mechanism 10. 12 is transmitted to the drive shaft 12a of the planetary gear mechanism 10 and the traveling body via the second input shaft 10b of the planetary gear mechanism 10, the gear 10e, the ring gear 10R, the planetarium gear 10P, the planetarium carrier 10PC, and the first output shaft 10c. 13 drive shafts 11a.

図1(a)に示すバッテリ2を、図1(b)に示すエンジン8、発電機9に置き換えた場合には、エンジン8の出力トルクが発電機9で吸収されて発電が行われ、第1および第2の電動モータ5、6に電力が供給され、第1および第2の電動モータ5、6が電動機として作動する(正(+)極性のトルクが発生する)。また、第1および第2の電動モータ5、6が発電機として作動する(負(−)極性のトルクが発生する)と、第1および第2の電動モータ5、6で発生した交流電力が、インバータ3、4で直流電力に変換されて、発電機9に供給されて発電機9が電動機として作動して、発電機9で発生したトルクがエンジン8の出力軸に伝達されて、エンジン8で発生したトルクに加算される。   When the battery 2 shown in FIG. 1A is replaced with the engine 8 and the generator 9 shown in FIG. 1B, the output torque of the engine 8 is absorbed by the generator 9 to generate power. Electric power is supplied to the first and second electric motors 5 and 6, and the first and second electric motors 5 and 6 operate as electric motors (positive (+) polarity torque is generated). When the first and second electric motors 5 and 6 operate as generators (negative (−) polarity torque is generated), the AC power generated by the first and second electric motors 5 and 6 is generated. Inverters 3 and 4 are converted to DC power, supplied to the generator 9, and the generator 9 operates as an electric motor. The torque generated by the generator 9 is transmitted to the output shaft of the engine 8, and the engine 8 Is added to the torque generated in

図3(a)、(b)は、図1(a)、図2に示す構成要素のうち主要な構成要素、つまりバッテリ2、電動モータ5、6、遊星歯車機構10、油圧ポンプ12の車体への配置例を示している。図3(a)は、ホイールローダ1の上面図で、図3(b)は、ホイールローダ1の側面図である。   FIGS. 3A and 3B are main components among the components shown in FIGS. 1A and 2, that is, the battery 2, the electric motors 5 and 6, the planetary gear mechanism 10, and the vehicle body of the hydraulic pump 12. An arrangement example is shown. FIG. 3A is a top view of the wheel loader 1, and FIG. 3B is a side view of the wheel loader 1.

図6は、第1および第2の電動モータ5、6の制御系、つまりコントローラ20の構成をブロック図で示している。   FIG. 6 is a block diagram showing the control system of the first and second electric motors 5, 6, that is, the configuration of the controller 20.

同図6に示すように、アクセルペダル23の操作量(ペダル踏込み量)αを示す信号は、偏差演算部30に入力される。車速センサ127で検出された現在の車速(走行出力軸10cの現在の回転数)βを示す信号は、偏差演算部30に入力される。偏差演算部30では、ペダル踏込み量αと現在の車速βとの偏差α−βが演算されて、この偏差α−βに応じた制御指令が第1の電動モータ5に与えられる。トルクセンサ30では、走行出力軸10cの現在のトルクが検出され、この現在のトルクがフィードバック量として第1の電動モータ5に与えられる。第1の電動モータ5は、偏差α−βに応じて、回転数とトルクが調整される。   As shown in FIG. 6, a signal indicating the operation amount (pedal depression amount) α of the accelerator pedal 23 is input to the deviation calculation unit 30. A signal indicating the current vehicle speed (current rotation speed of the travel output shaft 10 c) β detected by the vehicle speed sensor 127 is input to the deviation calculating unit 30. The deviation calculation unit 30 calculates a deviation α-β between the pedal depression amount α and the current vehicle speed β, and a control command corresponding to the deviation α-β is given to the first electric motor 5. In the torque sensor 30, the current torque of the travel output shaft 10c is detected, and this current torque is given to the first electric motor 5 as a feedback amount. The first electric motor 5 has its rotation speed and torque adjusted according to the deviation α−β.

また、操作レバー24の操作量εを示す信号は、方向流量制御弁15に入力される。方向流量制御弁15では、操作量εに応じて弁位置が変化され、スプールの開口面積が変化され、油圧シリンダ16、17に供給される圧油の流量が変化され、作業機18、19の作動速度が変化される。油圧ポンプ12から所望の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)の圧油が吐出されるように、回転数センサ29で検出された作業機出力軸10dの現在の回転数γに応じて、油圧ポンプ12の斜板の傾転位置(容量;ポンプ1回転当たりのポンプ吐出量)が調整される。油圧ポンプ12の現在の容量、圧力センサ26で検出された現在の圧油の圧力がフィードバック量として第2の電動モータ6に与えられ、第2の電動モータ6は、偏差α−βに応じて回転数が調整されるとともに、作業機出力軸10dの現在の回転数γに応じて、トルクが調整される。   A signal indicating the operation amount ε of the operation lever 24 is input to the directional flow control valve 15. In the directional flow control valve 15, the valve position is changed according to the operation amount ε, the opening area of the spool is changed, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic cylinders 16, 17 is changed, and the working machines 18, 19 are changed. The operating speed is changed. In accordance with the current rotational speed γ of the work machine output shaft 10d detected by the rotational speed sensor 29 so that the hydraulic oil of the desired discharge flow rate (pump discharge amount per unit time) is discharged from the hydraulic pump 12, The tilt position of the swash plate of the hydraulic pump 12 (capacity; pump discharge amount per pump rotation) is adjusted. The current capacity of the hydraulic pump 12 and the current pressure oil pressure detected by the pressure sensor 26 are provided as feedback amounts to the second electric motor 6, and the second electric motor 6 responds to the deviation α−β. The rotation speed is adjusted, and the torque is adjusted according to the current rotation speed γ of the work machine output shaft 10d.

図7、図8は、図6に示す制御系の動作、つまりコントローラ20で行われる制御内容をフローチャートで示している。   FIGS. 7 and 8 are flowcharts showing the operation of the control system shown in FIG.

まず、アクセルペダル23の踏込み量αが入力され(ステップ101)、ペダル踏込み量αと現在の車速βとの偏差α−βが0でないかどうかが判断される(ステップ102)。   First, the depression amount α of the accelerator pedal 23 is input (step 101), and it is determined whether or not the deviation α−β between the pedal depression amount α and the current vehicle speed β is not zero (step 102).

偏差α−βが0ではない場合には、偏差α−βの値に応じて、第1の電動モータ5のトルク増減値、第1および第2の電動モータ5、6の回転数の増減値が演算される。具体的には、まず走行出力軸10cの回転数の増減値が求められる。そして、この回転数増減値に対応する遊星歯車機構10の第1の入力軸10a、10bの回転数の増減値、つまり第1および第2の電動モータ5、6の回転数の増減値が求められる。偏差α−βに応じたトルク増減値、回転数増減値分だけ、トルク、回転数が増減するように、第1の電動モータ5の回転数、トルクが調整されるとともに、第2の電動モータ6の回転数が調整される(ステップ103)。   When the deviation α−β is not 0, the torque increase / decrease value of the first electric motor 5 and the increase / decrease values of the rotation speeds of the first and second electric motors 5 and 6 are determined according to the value of the deviation α−β. Is calculated. Specifically, an increase / decrease value of the rotational speed of the travel output shaft 10c is first obtained. Then, the increase / decrease value of the rotation speed of the first input shafts 10a, 10b of the planetary gear mechanism 10 corresponding to the rotation speed increase / decrease value, that is, the increase / decrease value of the rotation speed of the first and second electric motors 5, 6 is obtained. It is done. The rotation speed and torque of the first electric motor 5 are adjusted so that the torque and the rotation speed increase and decrease by the torque increase and decrease value and the rotation speed increase and decrease value corresponding to the deviation α−β, and the second electric motor 6 is adjusted (step 103).

つぎに走行出力軸10dの現在の回転数βが検出され(ステップ104)、ステップ101以下の処理が同様に繰り返し実行される。   Next, the current rotational speed β of the travel output shaft 10d is detected (step 104), and the processing from step 101 onward is repeatedly executed in the same manner.

ステップ103で第2の電動モータ6の回転数が調整されると、それに応じて作業機出力軸10dの回転数γが変化され、油圧ポンプ12の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)が変化される。   When the rotation speed of the second electric motor 6 is adjusted in step 103, the rotation speed γ of the work machine output shaft 10d is changed accordingly, and the discharge flow rate (pump discharge amount per unit time) of the hydraulic pump 12 is changed. Changed.

そこで、回転数センサ29で作業機出力軸10dの現在の回転数γが検出され(ステップ105)、油圧ポンプ12から所望の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)の圧油が吐出されるように、作業機出力軸10dの現在の回転数γに応じて、油圧ポンプ12の斜板の傾転位置(容量;ポンプ1回転当たりのポンプ吐出量)が調整される(ステップ106)。   Therefore, the current rotational speed γ of the work machine output shaft 10d is detected by the rotational speed sensor 29 (step 105), and the hydraulic oil having a desired discharge flow rate (pump discharge amount per unit time) is discharged from the hydraulic pump 12. As described above, the tilt position (capacity; pump discharge per pump rotation) of the swash plate of the hydraulic pump 12 is adjusted according to the current rotational speed γ of the work implement output shaft 10d (step 106).

操作レバー24の操作量εが入力され(ステップ107)、操作量εに応じて方向流量制御弁15の弁位置が変化され、スプールの開口面積が変化され、油圧シリンダ16、17に供給される圧油の流量が変化され、作業機18、19の作動速度が変化される(ステップ108)。   The operation amount ε of the operation lever 24 is input (step 107), the valve position of the directional flow control valve 15 is changed according to the operation amount ε, the opening area of the spool is changed, and supplied to the hydraulic cylinders 16 and 17. The flow rate of the pressure oil is changed, and the operating speed of the work machines 18 and 19 is changed (step 108).

作業機出力軸10dの回転数γが変化したか否かが判断され(ステップ109)、作業機出力軸10dの回転数γが変化した場合には、その変化分に応じたトルク増分が演算され、演算されたトルク増分だけトルクが増大するように、第2の電動モータ6のトルクが調整される(ステップ110)。   It is determined whether or not the rotational speed γ of the work implement output shaft 10d has changed (step 109). If the rotational speed γ of the work implement output shaft 10d has changed, a torque increment corresponding to the change is calculated. The torque of the second electric motor 6 is adjusted so that the torque increases by the calculated torque increment (step 110).

つぎに第2の電動モータ6のトルクが、定格トルク範囲に収まっているか否かが判断され(ステップ111)、定格トルク範囲に収まっている場合には、ステップ107以下の処理が同様に繰り返し実行されるが、定格トルク範囲に収まっていない場合には、定格トルク範囲内に収まるように油圧ポンプ12の斜板の傾転位置を調整して油圧ポンプ12の容量を低下させる(ステップ112)。ステップ112の処理を経て、手順は再度ステップ109に移行する。   Next, it is determined whether or not the torque of the second electric motor 6 is within the rated torque range (step 111). If the torque is within the rated torque range, the processing after step 107 is repeatedly executed in the same manner. However, if it is not within the rated torque range, the tilt position of the swash plate of the hydraulic pump 12 is adjusted to fall within the rated torque range to reduce the capacity of the hydraulic pump 12 (step 112). After the process of step 112, the procedure moves to step 109 again.

つぎに、図4(a)に示すように、ホイールローダ1の代表的作業であるVシェープ運転が行われる場合を想定して説明する。   Next, as illustrated in FIG. 4A, description will be made assuming a case where a V-shape operation, which is a typical operation of the wheel loader 1, is performed.

Vシェープ運転とは、図4(a)に示すように、ホイールローダ1が山積みされている土砂40を掘削して土砂をバケットに積込み、積み込まれた土砂をダンプトラック50に積込み、元の待機位置に戻るまでの一連の動作を、1サイクルとする作業(運転)のことである。   As shown in FIG. 4 (a), the V shape operation means excavating the earth and sand 40 in which the wheel loader 1 is piled up, loading the earth and sand into the bucket, loading the loaded earth and sand into the dump truck 50, and waiting for the original standby. This is work (operation) in which a series of operations until returning to the position is one cycle.

Vシェープ運転は、空荷状態での前進(1)、掘削(2)、積荷状態での後進(3)、積荷状態での前進(4)、積込み(5)、空荷状態での後進(6)の6つのモードから構成されている。ホイールローダ1では、掘削と走行の頻繁な作業比率の変更がある。   V-shape operation includes forward movement (1) in an unloaded state, excavation (2), backward movement in a loaded state (3), forward movement in a loaded state (4), loading (5), backward movement in an unloaded state ( 6) The six modes are configured. In the wheel loader 1, there is a frequent change in work ratio between excavation and traveling.

すなわち、ホイールローダ1が空荷状態で、山積みされた土砂40の近傍まで前進走行し(空荷前進(1))、山積みされた土砂40の近傍に到達すると、ホイールローダ1が前進状態で土砂40に突っ込み作業機(ブーム、バケット)18、19を上昇作動させバケット内に土砂を積み込む(掘削(2))。バケット内に土砂が積み込まれると、作業機18、19を上方に移動させながらホイールローダ1が元の待機地点まで後進走行する(積荷後進(3))。元の待機地点に到達すると、進行方向を変えてバケット内に土砂を積み込んだままホイールローダ1がダンプトラック50の場所まで前進走行する(積荷前進(4))。そして、ホイールローダ1がダンプトラック50の場所に到達すると走行を停止して、作業機18、19を下降作動させてダンプトラック50に土砂を積み込む(積込み(5))。バケット内の土砂全てをダンプトラック50に積み込むと、ホイールローダ1は、空荷状態で元の待機地点まで後進走行する。なお、待機地点に戻った時点で作業機18、19は、元の位置、姿勢に戻される(空荷後進(6))
図4(b)は、Vシェープ運転の各モード毎に、走行出力軸(第1の出力軸)10c、作業機出力軸(第2の出力軸)10dにかかる負荷の大きさを表で示している。同図4(b)に示す◎、○は、負荷の大きさの程度を示しており、○よりも◎の方が負荷が大きいことを示す。
In other words, when the wheel loader 1 is in an empty state, the wheel loader 1 travels forward to the vicinity of the piled earth and sand 40 (empty load advance (1)) and reaches the vicinity of the piled earth and sand 40. 40, the working machines (boom, bucket) 18 and 19 are lifted and loaded with earth and sand in the bucket (excavation (2)). When the earth and sand are loaded in the bucket, the wheel loader 1 travels backward to the original standby point while moving the working machines 18 and 19 upward (backward loading (3)). When the original standby point is reached, the wheel loader 1 moves forward to the location of the dump truck 50 with the earth and sand being loaded in the bucket while changing the traveling direction (load advance (4)). Then, when the wheel loader 1 reaches the location of the dump truck 50, the traveling is stopped, and the working machines 18 and 19 are lowered to load earth and sand into the dump truck 50 (loading (5)). When all the earth and sand in the bucket is loaded on the dump truck 50, the wheel loader 1 travels backward to the original standby point in an empty state. When returning to the standby point, the work machines 18 and 19 are returned to their original positions and postures (empty reverse (6)).
FIG. 4B is a table showing the magnitude of the load applied to the traveling output shaft (first output shaft) 10c and the work implement output shaft (second output shaft) 10d for each mode of the V shape operation. ing. ◎ and ○ shown in FIG. 4B indicate the magnitude of the load, and ◎ indicates that the load is larger than ○.

図5は、Vシェープ運転時に、走行出力軸10cで消費される馬力L3、作業機出力軸10dで消費される馬力L2、これら両方を合わせた全馬力L1の時間変化をグラフにて示している。ここで、作業機馬力L2は、ステアリング操作に必要な馬力を含むものとする。図5において破線L4は、第1および第2の電動モータ5、6の1個当たりの定格出力を示している。   FIG. 5 is a graph showing the time change of the horsepower L3 consumed by the traveling output shaft 10c, the horsepower L2 consumed by the work implement output shaft 10d, and the total horsepower L1 combining both of these during V-shape operation. . Here, it is assumed that the work machine horsepower L2 includes horsepower required for the steering operation. In FIG. 5, the broken line L4 indicates the rated output per one of the first and second electric motors 5 and 6.

つぎに、Vシェープ運転中の動作を、空荷前進のモード(1)、掘削のモード(2)を代表させて、図7、図8の処理と関連付けて説明する。   Next, the operation during the V-shape operation will be described in association with the processes of FIGS. 7 and 8 by representing the unloading forward mode (1) and the excavation mode (2).

(1)空荷前進時
ホイールローダ1は、空荷状態で前進する。空荷状態であるため操作レバー24はほとんど中立位置にあり、方向流量制御弁15は、ほぼ中立位置にある。また、前進走行しているためアクセルペダル23は、踏み込まれており、踏込み量αに応じて、第1の電動モータ5の回転数、トルクが調整されるとともに、第2の電動モータ6の回転数が調整される(図7のステップ103)。図4(b)、図5に示すように、空荷前進時には、走行出力軸10cには負荷がかかり走行出力軸10cで馬力が消費されるが、作業機出力軸10dには負荷がほとんどなく馬力がほとんど消費されない状態となる。
(1) At the time of empty load advancement The wheel loader 1 advances in an empty load state. Since it is in an empty state, the operation lever 24 is almost in the neutral position, and the directional flow control valve 15 is almost in the neutral position. Further, since the vehicle is traveling forward, the accelerator pedal 23 is depressed, and the rotation speed and torque of the first electric motor 5 are adjusted according to the depression amount α, and the rotation of the second electric motor 6 is performed. The number is adjusted (step 103 in FIG. 7). As shown in FIGS. 4B and 5, when the vehicle is moving forward with an empty load, a load is applied to the travel output shaft 10 c and horsepower is consumed by the travel output shaft 10 c, but there is almost no load on the work implement output shaft 10 d. The horsepower is almost not consumed.

(2)掘削時
掘削時には、ホイールローダ1は、掘削対象の土砂40の位置に、作業機18、19の1つであるバケットの位置、姿勢を合わせつつ、バケットを土砂40を押土しながら微速前進する。ホイールローダ1が土砂40中に深く突っ込むと、車体の走行慣性エネルギーが有効に作用して、車速が急減に低下する。このため偏差α−βが急激に変化し、第1の電動モータ5のトルクが大きくなる(図7のステップ103)とともに、第2の電動モータ6のトルクが大きくなる(図8のステップ110)。ただし第1および第2の電動モータ5、6のトルクは、インバータ3、4から出力可能な電流によって制限される。
(2) During excavation During excavation, the wheel loader 1 adjusts the position and posture of the bucket, which is one of the work machines 18 and 19, to the position of the excavation target earth and sand 40, while pushing the bucket with the earth and sand 40. Move forward slightly. When the wheel loader 1 penetrates deeply into the earth and sand 40, the traveling inertia energy of the vehicle body acts effectively, and the vehicle speed rapidly decreases. Therefore, the deviation α-β changes abruptly, the torque of the first electric motor 5 increases (step 103 in FIG. 7), and the torque of the second electric motor 6 increases (step 110 in FIG. 8). . However, the torques of the first and second electric motors 5 and 6 are limited by the current that can be output from the inverters 3 and 4.

掘削時には、アクセルペダル23を踏み込んでホイールローダ1は前進走行によって土砂40を押し続けるばかりでなく、操作レバー24を操作して作業機18、19(ブーム、バケット)を徐々に上方に作動させてバケット内に土砂を効率よく積み込んでいく。このため作業機18、19に供給される圧油の流量が大きく変化する(図8のステップ108)。   At the time of excavation, the accelerator pedal 23 is depressed and the wheel loader 1 not only keeps pressing the earth and sand 40 by traveling forward, but also operates the operation lever 24 to gradually operate the work machines 18 and 19 (boom and bucket) upward. Efficiently load earth and sand into the bucket. For this reason, the flow rate of the pressure oil supplied to the work machines 18 and 19 changes greatly (step 108 in FIG. 8).

このように掘削時には、走行出力軸10c、作業機出力軸10dともに大きな負荷がかかる。   Thus, during excavation, a large load is applied to both the travel output shaft 10c and the work implement output shaft 10d.

ただし、掘削時には、走行出力軸10cで、作業機出力軸10dにおける消費馬力以上の大きな馬力が消費されるため、第2の電動モータ6のトルクが、作業機出力軸10dに優先して走行出力軸10cに配分されるように動作する。   However, during excavation, the traveling output shaft 10c consumes a large horsepower that is greater than the horsepower consumed by the work implement output shaft 10d. Therefore, the torque of the second electric motor 6 has priority over the work implement output shaft 10d. It operates so as to be distributed to the shaft 10c.

また、上述したように偏差α−βが急減に変化するため、第1および第2の電動モータ5、6の回転数が動的に変化する。   Further, as described above, since the deviation α-β changes rapidly, the rotation speeds of the first and second electric motors 5 and 6 change dynamically.

このため第2の電動モータ6は、走行状態に応じて、回転数が大きく変化して、それに応じて作業機出力軸10dの回転数γが大きく変化する。   For this reason, the second electric motor 6 changes greatly in the number of rotations according to the traveling state, and the number of rotations γ of the work implement output shaft 10d changes greatly accordingly.

このため油圧ポンプ12の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)が大きく変化してしまい、操作レバー24の操作量εに比例した作業機18、19の作動速度の調整(図8のステップ107、108)が不安定になる。   For this reason, the discharge flow rate (pump discharge amount per unit time) of the hydraulic pump 12 changes greatly, and the operating speed of the working machines 18 and 19 is adjusted in proportion to the operation amount ε of the operation lever 24 (step 107 in FIG. 8). 108) becomes unstable.

そこで、油圧ポンプ12の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)を一定の所望流量に維持するために、作業機出力軸10dの現在の回転数γに応じて、油圧ポンプ12の斜板の傾転位置(容量;ポンプ1回転当たりのポンプ吐出量)が調整される。   Therefore, in order to maintain the discharge flow rate (pump discharge amount per unit time) of the hydraulic pump 12 at a constant desired flow rate, the swash plate of the hydraulic pump 12 is controlled according to the current rotational speed γ of the work machine output shaft 10d. The tilt position (capacity; pump discharge per pump rotation) is adjusted.

たとえばアクセルペダル23の踏込むことによって、第2の電動モータ6の回転数が低下したとすると、作業機出力軸10dの回転数が低下して油圧ポンプ12の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)が低下する。この場合には、油圧ポンプ12の吐出流量(単位時間当たりのポンプ吐出量)の低下を抑制して一定の所望流量に維持するために、油圧ポンプ12の容量が大きくなるように調整される(図8のステップ106)。   For example, if the rotation speed of the second electric motor 6 is decreased by depressing the accelerator pedal 23, the rotation speed of the work machine output shaft 10d is decreased and the discharge flow rate of the hydraulic pump 12 (pump discharge per unit time). Amount) is reduced. In this case, in order to suppress a decrease in the discharge flow rate (pump discharge amount per unit time) of the hydraulic pump 12 and maintain a constant desired flow rate, the capacity of the hydraulic pump 12 is adjusted to be large ( Step 106 in FIG.

以上のように掘削時には、図4(b)に示すように、走行出力軸10c、走行出力軸10cともに大きな負荷がかかり、図5に示すように、走行出力軸10cで、作業機出力軸10dにおける消費馬力以上の大きな馬力が消費され、それらを合算した全馬力は、Vシェープ運転中の各モードの中で最も大きなものとなる。   As described above, during excavation, a large load is applied to both the travel output shaft 10c and the travel output shaft 10c as shown in FIG. 4B, and the work output shaft 10d is connected to the travel output shaft 10c as shown in FIG. A large horsepower more than the consumed horsepower is consumed, and the combined total horsepower is the largest among the modes during the V-shape operation.

なお、後進時、積込み時には、以下のように動作する。   Note that the following operation is performed during reverse travel and loading.

後進時には、前進時における遊星歯車機構10のプラネタリウムギア10P(走行出力軸10c)、リングギア10R、サンギア10Sの回転方向が反転する。このため第1および第2の電動モータ5、6は、前進時とは反対の方向に回転駆動される。第2の電動モータ6の反転に伴い作業機出力軸10dの回転方向も反転して、油圧ポンプ12が逆回転することから、油圧ポンプ12から方向流量制御弁15に圧油が供給されるように、方向切換弁14が切換作動される。   During reverse travel, the rotational directions of the planetarium gear 10P (travel output shaft 10c), ring gear 10R, and sun gear 10S of the planetary gear mechanism 10 during forward travel are reversed. For this reason, the 1st and 2nd electric motors 5 and 6 are rotationally driven in the direction opposite to the time of advance. As the second electric motor 6 is reversed, the rotation direction of the work machine output shaft 10d is also reversed, and the hydraulic pump 12 rotates in the reverse direction, so that the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 12 to the directional flow control valve 15. In addition, the direction switching valve 14 is switched.

積荷み時には、走行出力軸10cの回転駆動が停止されており、作業機出力軸10dのみが駆動されている。作業機出力軸10dは、リングギア10Rに連結されているため、走行出力軸10cの回転駆動を停止させるために、サンギア10Sはリングギア10Rに対して反転するように第1の電動モータ5が駆動される。ただし走行動力は不要であるため第1の電動モータ5は無負荷の状態で回転させればよい。   At the time of loading, the rotation output of the traveling output shaft 10c is stopped, and only the work machine output shaft 10d is driven. Since the work implement output shaft 10d is connected to the ring gear 10R, the first electric motor 5 is rotated so that the sun gear 10S is reversed with respect to the ring gear 10R in order to stop the rotational drive of the travel output shaft 10c. Driven. However, since traveling power is not required, the first electric motor 5 may be rotated in an unloaded state.

図9は、第1および第2の電動モータ5、6の回転数と駆動トルクとの関係および走行出力軸10cの回転数と駆動トルクとの関係を示している。   FIG. 9 shows the relationship between the rotational speed of the first and second electric motors 5 and 6 and the driving torque, and the relationship between the rotational speed of the travel output shaft 10c and the driving torque.

掘削モード時には、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L11のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L12の点を用い、遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cの回転数と駆動トルクは、L13のごとく変化する。すなわち、L13に示すように、走行出力軸10cは、0rpmから1000rpm近傍まで、最大トルク(およそ320Nm)を出力して、低速の高トルク一定値にて駆動される。このとき第1の電動モータ5は、L11に示すように、走行出力軸10cのトルクの半分以下の約120Nmの定トルクにて、−1000rpmから1000rpmの間で駆動される。走行出力軸10cが0rpmのときには、第1の電動モータ5は、−1000rpmで駆動されている。   In the excavation mode, the rotation speed and drive torque of the first electric motor 5 change as indicated by L11, and the rotation speed and drive torque of the second electric motor 6 use the point L12 and The rotation speed and driving torque of one output shaft (running output shaft) 10c change as indicated by L13. That is, as indicated by L13, the travel output shaft 10c outputs a maximum torque (approximately 320 Nm) from 0 rpm to around 1000 rpm, and is driven at a constant low torque value. At this time, the first electric motor 5 is driven between −1000 rpm and 1000 rpm at a constant torque of about 120 Nm, which is equal to or less than half of the torque of the travel output shaft 10c, as indicated by L11. When the traveling output shaft 10c is 0 rpm, the first electric motor 5 is driven at -1000 rpm.

第1の電動モータ5がマイナス方向に回転してマイナスのトルクを発生している場合には、発電作用して、インバータ3を介してバッテリ2に電力が蓄積される。また、図1(b)の構成の場合には、エンジン8に第1の電動モータ5で発生したトルクが加えられエンジン8がアシストされる。   When the first electric motor 5 rotates in the negative direction and generates a negative torque, power is generated and electric power is stored in the battery 2 via the inverter 3. 1B, the torque generated by the first electric motor 5 is applied to the engine 8 to assist the engine 8.

第2の電動モータ6は、L12に示すように、約500rpmで190Nmのトルクを出力している。第2の電動モータ6の最大出力は、この動作点を基準に設計されている。   As shown by L12, the second electric motor 6 outputs a torque of 190 Nm at about 500 rpm. The maximum output of the second electric motor 6 is designed based on this operating point.

第2の電動モータ5には、作業機出力軸10dにも連結されている。このため走行出力軸10cに大きな負荷がかかる掘削時に、作業機18、19も同時に作動させる場合には、全馬力がモータ容量を超えてしまうことがあるため、走行に必要なトルクの一部を減じて、作業機側にトルクを配分するように動作する。すなわち、第1および第2の電動モータ5、6は、トルク最大点でリミットをかけて運転され、この状態で作業機18、19が作動すると、第2の電動モータ6は、作業機18、19からの反作用によりトルクを受けて、自動的に走行出力軸10cのトルクが減じられ、第2の電動モータ6の駆動トルクの一部が作業機出力軸10dに分配される。   The second electric motor 5 is also coupled to the work machine output shaft 10d. For this reason, when excavating a heavy load on the traveling output shaft 10c, if the work machines 18 and 19 are also operated simultaneously, the total horsepower may exceed the motor capacity. It operates to reduce the torque and distribute the torque to the work implement side. That is, the first and second electric motors 5 and 6 are operated with a limit at the maximum torque point. When the work machines 18 and 19 are operated in this state, the second electric motor 6 is The torque of the traveling output shaft 10c is automatically reduced by receiving the torque from the reaction from 19, and a part of the driving torque of the second electric motor 6 is distributed to the work implement output shaft 10d.

走行モード時、たとえば空荷前進モード時には、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L14のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L15のごとく変化し、遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cの回転数と駆動トルクは、L16のごとく変化する。すなわち、L16に示すように、走行出力軸10cは、一定馬力線上、つまり車速の上昇に応じてトルクが減じられる曲線上に沿って駆動される。たとえば図1(b)に示すようにエンジン8を駆動源とする場合には、エンジン8の定格出力である27.2kW一定の馬力曲線に沿って走行出力軸10cが駆動される。このとき第1および第2の電動モータ5、6はそれぞれ、L14、L15に示すように、エンジン8の定格出力の半分に相当する13.6kW一定の馬力曲線に沿って駆動される。図9において矢印は、高速方向、つまり増速方向に変化する様子を示している。   In the traveling mode, for example, in the empty forward mode, the rotational speed and driving torque of the first electric motor 5 change as L14, and the rotational speed and driving torque of the second electric motor 6 change as L15. The rotational speed and driving torque of the first output shaft (traveling output shaft) 10c of the planetary gear mechanism 10 change as indicated by L16. That is, as indicated by L16, the travel output shaft 10c is driven along a constant horsepower line, that is, along a curve in which the torque is reduced as the vehicle speed increases. For example, as shown in FIG. 1B, when the engine 8 is used as a drive source, the traveling output shaft 10c is driven along a 27.2 kW constant horsepower curve that is the rated output of the engine 8. At this time, the first and second electric motors 5 and 6 are driven along a constant 13.6 kW horsepower curve corresponding to half of the rated output of the engine 8, as indicated by L14 and L15, respectively. In FIG. 9, the arrow indicates a state of changing in the high speed direction, that is, in the speed increasing direction.

このように第1の電動モータ5の駆動トルクと第2の電動モータ6の駆動トルクが加算されて、走行出力軸10cに伝達される。 Thus, the drive torque of the first electric motor 5 and the drive torque of the second electric motor 6 are added and transmitted to the travel output shaft 10c.

車速が上昇するほど(L16において走行出力軸10cの回転数が上昇するほど)、第1および第2の電動モータ5、6の回転数が上昇するように(L14、L15において回転数が上昇するように)、第1および第2の電動モータ5、6のトルク、回転数が制御される。ただし車速の最高速度は、遊星歯車110のギア比(サンギア10S、リングギア10R、プラネタリウムギア10Pのギア比)に応じて定まる。   The higher the vehicle speed (the higher the rotational speed of the traveling output shaft 10c at L16), the higher the rotational speed of the first and second electric motors 5 and 6 (the rotational speed increases at L14 and L15). As described above, the torque and rotation speed of the first and second electric motors 5 and 6 are controlled. However, the maximum vehicle speed is determined according to the gear ratio of the planetary gear 110 (the gear ratio of the sun gear 10S, the ring gear 10R, and the planetarium gear 10P).

図10は、図1(a)の第1実施例の比較例を示している。   FIG. 10 shows a comparative example of the first embodiment of FIG.

図10に示すように、比較例にあっては、走行出力軸10c、作業機出力軸10dがそれぞれ第1の電動モータ5、第2の電動モータ6によって個別に駆動され、第1実施例のようなトルク配分は行われない。   As shown in FIG. 10, in the comparative example, the traveling output shaft 10c and the work machine output shaft 10d are individually driven by the first electric motor 5 and the second electric motor 6, respectively, and Such torque distribution is not performed.

図11は、第1実施例、比較例それぞれで使用される第1および第2の電動モータ5の出力(kW)、最大トルク(Nm)、最高回転数(rpm)を対比して示している。   FIG. 11 compares the output (kW), maximum torque (Nm), and maximum rotation speed (rpm) of the first and second electric motors 5 used in the first embodiment and the comparative example, respectively. .

すなわち、走行動力用の第1の電動モータ5の出力については、第1実施例の場合には比較例の場合の1/2で済み、第1および第2の電動モータ5、6の全体でみても2/3に済んでおり、大幅にモータ容量を低くできることがわかる。また、第1の電動モータ5の最大トルクについては、比較例の場合には320Nmという大トルクを必要としているが、第1実施例の場合には、その半分以下で済んでおり、また第2の電動モータ6の最大トルクをみても比較例の2/3以下で済んでおり、大幅にモータ容量を低く抑えることができるのがわかる。また、第1および第2の電動モータ5、6の最高回転数については、比較例の場合に比して第1実施例の場合は低くなっており、これによりモータの小型化が図られることがわかる。このように第1実施例によれば、第1および第2の電動モータ5、6の容量を小さくでき小型化が実現されることから、コストを抑制でき、ホイールローダ1の小さな場積に収容することが可能となる。また、これに伴いインバータや電力供給線を小容量にすることができ、電力素子の耐久性を向上させることができる。よってコスト低減のみならず信頼性を向上させることができる。   That is, about the output of the 1st electric motor 5 for driving power, in the case of a 1st Example, it may be 1/2 of the case of a comparative example, and the 1st and 2nd electric motors 5 and 6 are the whole. Even if it sees, it is 2/3, and it turns out that a motor capacity can be lowered significantly. Further, the maximum torque of the first electric motor 5 requires a large torque of 320 Nm in the case of the comparative example, but in the case of the first embodiment, it is less than half of that, and the second torque is the second torque. The maximum torque of the electric motor 6 is less than 2/3 of the comparative example, and it can be seen that the motor capacity can be significantly reduced. Further, the maximum rotational speeds of the first and second electric motors 5 and 6 are lower in the case of the first embodiment than in the case of the comparative example, whereby the motor can be reduced in size. I understand. As described above, according to the first embodiment, the capacities of the first and second electric motors 5 and 6 can be reduced and the size can be reduced, so that the cost can be suppressed and the wheel loader 1 can be accommodated in a small space. It becomes possible to do. As a result, the capacity of the inverter and the power supply line can be reduced, and the durability of the power element can be improved. Therefore, not only cost reduction but also reliability can be improved.

つぎに第2実施例について説明する。   Next, a second embodiment will be described.

図13は、図1(a)に対応する図であり、第2実施例の構成を示している。また、図14は、図9に対応する図であり、第2実施例における第1および第2の電動モータ5、6の回転数と駆動トルクとの関係および走行出力軸10cの回転数と駆動トルクとの関係を示している。なお、以下の説明では第1実施例と同一構成要素には同一符号を付して適宜説明を省略する。   FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 1A and shows the configuration of the second embodiment. FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 9, and shows the relationship between the rotational speed and driving torque of the first and second electric motors 5 and 6 and the rotational speed and driving of the travel output shaft 10 c in the second embodiment. The relationship with torque is shown. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

第2実施例では、第1実施例と同様に、遊星歯車機構10は、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを入力して、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを走行体13の駆動軸11aと作業機の駆動軸12aに分配して伝達するように構成されている。また、遊星歯車機構10は、第1の電動モータ5の駆動トルクの全部が走行体13の駆動軸11aに伝達され、第2の電動モータ6の駆動トルクの全部または一部が走行体13の駆動軸11aに伝達されるように構成されている。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the planetary gear mechanism 10 inputs the driving torques of the first and second electric motors 5 and 6 to input the first and second electric motors 5 and 6. The drive torque is distributed and transmitted to the drive shaft 11a of the traveling body 13 and the drive shaft 12a of the work implement. In the planetary gear mechanism 10, all of the driving torque of the first electric motor 5 is transmitted to the driving shaft 11 a of the traveling body 13, and all or part of the driving torque of the second electric motor 6 is transmitted to the traveling body 13. It is configured to be transmitted to the drive shaft 11a.

すなわち、図13に示すように、第1の電動モータ5の出力軸5aは、遊星歯車機構10の第1の入力軸10aを介してギア10gに連結されている。ギア10gは、遊星歯車110のリングギア10Rに歯合している。   That is, as shown in FIG. 13, the output shaft 5 a of the first electric motor 5 is connected to the gear 10 g via the first input shaft 10 a of the planetary gear mechanism 10. The gear 10g meshes with the ring gear 10R of the planetary gear 110.

第2の電動モータ6の出力軸6aは、遊星歯車機構10の第2の入力軸10bを介してギア10eに連結されている。ギア10eは、ギア10fに歯合している。ギア10fは、遊星歯車110のサンギア10Sに連結されている。
遊星歯車110のプラネタリウムギア10Pは、プラネタリウムキャリア10PCに連結されており、プラネタリウムキャリア10PCは遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cを介して、走行体13の駆動軸11aに連結されている。
The output shaft 6 a of the second electric motor 6 is connected to the gear 10 e via the second input shaft 10 b of the planetary gear mechanism 10. The gear 10e meshes with the gear 10f. The gear 10f is connected to the sun gear 10S of the planetary gear 110.
The planetarium gear 10P of the planetary gear 110 is connected to the planetarium carrier 10PC, and the planetarium carrier 10PC is connected to the drive shaft 11a of the traveling body 13 via the first output shaft (traveling output shaft) 10c of the planetary gear mechanism 10. It is connected.

遊星歯車機構10のギア10eは、遊星歯車機構10の第2の出力軸(作業機出力軸)10dを介して、作業機18、19の駆動軸12aに連結されている。   The gear 10 e of the planetary gear mechanism 10 is connected to the drive shafts 12 a of the working machines 18 and 19 via the second output shaft (working machine output shaft) 10 d of the planetary gear mechanism 10.

第2実施例の構成によれば、図14に示すように、掘削モード時には、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L21のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L22のごとく変化し、遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cの回転数と駆動トルクは、L23のごとく変化する。すなわち、L23に示すように、走行出力軸10cは、0rpmから1000rpm近傍まで、最大トルク(およそ320Nm)を出力して、低速の高トルク一定値にて駆動される。   According to the configuration of the second embodiment, as shown in FIG. 14, in the excavation mode, the rotational speed and driving torque of the first electric motor 5 change as indicated by L21, and the rotational speed of the second electric motor 6 is changed. The drive torque changes as indicated by L22, and the rotational speed and drive torque of the first output shaft (traveling output shaft) 10c of the planetary gear mechanism 10 change as indicated by L23. That is, as indicated by L23, the travel output shaft 10c outputs a maximum torque (approximately 320 Nm) from 0 rpm to around 1000 rpm, and is driven at a constant value of low speed and high torque.

第2の電動モータ6がマイナスの方向に回転してマイナスのトルクを発生している場合には、油圧ポンプ12に第2の電動モータ6で発生したトルクが加えられ、油圧ポンプ12が回転駆動される。このため主に低速で走行しながら掘削している場合に、走行動力に比例した大きなトルクで作業機18、19が作動して大きな掘削力が得られる。ただし、単なる押土作業であって大きな掘削力が要求されない場合には、第2の電動モータ6を発電作用させて、バッテリ2に電力を蓄積させたり、エンジン8をアシストするように、インバータ4を制御してもよい。この場合には、油圧ポンプ12から吐出される圧油を低圧でリリーフしてタンク22に戻すようにすることで、第2の電動モータ6の発電電力を大きくするように制御することが望ましい。   When the second electric motor 6 rotates in the negative direction and generates a negative torque, the torque generated by the second electric motor 6 is applied to the hydraulic pump 12 and the hydraulic pump 12 is driven to rotate. Is done. For this reason, when excavating while traveling mainly at low speed, the working machines 18 and 19 are operated with a large torque proportional to the traveling power, and a large excavating force is obtained. However, when the excavation work is simply a pressing work and a large excavation force is not required, the inverter 4 is configured to cause the second electric motor 6 to generate electric power to accumulate electric power in the battery 2 or assist the engine 8. May be controlled. In this case, it is desirable to control so that the generated electric power of the second electric motor 6 is increased by relieving the pressure oil discharged from the hydraulic pump 12 at a low pressure and returning it to the tank 22.

走行モード時、たとえば空荷前進モード時には、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L24のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L25のごとく変化し、遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cの回転数と駆動トルクは、L26のごとく変化する。すなわち、L26に示すように、走行出力軸10cは、一定馬力線上、つまり車速の上昇に応じてトルクが減じられる曲線上に沿って駆動される。たとえば図1(b)に示すようにエンジン8を駆動源とする場合には、エンジン8の定格出力である27.2kW一定の馬力曲線に沿って走行出力軸10cが駆動される。このとき第1および第2の電動モータ5、6はそれぞれ、L24、L25に示すように、エンジン8の定格出力の半分に相当する13.6kW一定の馬力曲線に沿って駆動される。このように第1の電動モータ5の駆動トルクと第2の電動モータ6の駆動トルクが加算されて、走行出力軸10cに伝達される。   In the traveling mode, for example, in the empty forward mode, the rotational speed and driving torque of the first electric motor 5 change as L24, and the rotational speed and driving torque of the second electric motor 6 change as L25. The rotational speed and driving torque of the first output shaft (traveling output shaft) 10c of the planetary gear mechanism 10 change as indicated by L26. That is, as indicated by L26, the travel output shaft 10c is driven along a constant horsepower line, that is, along a curve in which the torque is reduced as the vehicle speed increases. For example, as shown in FIG. 1B, when the engine 8 is used as a drive source, the traveling output shaft 10c is driven along a 27.2 kW constant horsepower curve that is the rated output of the engine 8. At this time, the first and second electric motors 5 and 6 are driven along a constant 13.6 kW horsepower curve corresponding to half of the rated output of the engine 8, as indicated by L24 and L25, respectively. Thus, the drive torque of the first electric motor 5 and the drive torque of the second electric motor 6 are added and transmitted to the travel output shaft 10c.

車速が上昇するほど(L26において走行出力軸10cの回転数が上昇するほど)、第1および第2の電動モータ5、6の回転数が上昇するように(L24、L25において回転数が上昇するように)、第1および第2の電動モータ5、6のトルク、回転数が制御される。ただし車速の最高速度は、遊星歯車110のギア比(サンギア10S、リングギア10R、プラネタリウムギア10Pのギア比)に応じて定まる。   The higher the vehicle speed (the higher the rotational speed of the travel output shaft 10c at L26), the higher the rotational speed of the first and second electric motors 5 and 6 (the rotational speed increases at L24 and L25). As described above, the torque and rotation speed of the first and second electric motors 5 and 6 are controlled. However, the maximum vehicle speed is determined according to the gear ratio of the planetary gear 110 (the gear ratio of the sun gear 10S, the ring gear 10R, and the planetarium gear 10P).

つぎに第3実施例について説明する。   Next, a third embodiment will be described.

図15は、図1(a)に対応する図であり、第3実施例の構成を示している。また、図16〜図18は、図9に対応する図であり、第3実施例における第1および第2の電動モータ5、6の回転数と駆動トルクとの関係および走行出力軸10cないしは作業機出力軸10dの回転数と駆動トルクとの関係を示している。なお、以下の説明では第1実施例と同一構成要素には同一符号を付して適宜説明を省略する。   FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 1A and shows the configuration of the third embodiment. FIGS. 16 to 18 are diagrams corresponding to FIG. 9, and the relationship between the rotational speed and the driving torque of the first and second electric motors 5 and 6 and the traveling output shaft 10 c or work in the third embodiment. The relationship between the rotation speed of the machine output shaft 10d and the drive torque is shown. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

第3実施例では、第1実施例と同様に、遊星歯車機構10は、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを入力して、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを走行体13の駆動軸11aと作業機の駆動軸12aに分配して伝達するように構成されている。また、遊星歯車機構10は、第1の電動モータ5の駆動トルクの全部または一部が走行体13の駆動軸11aに伝達され、第2の電動モータ6の駆動トルクの全部または一部が走行体13の駆動軸11aに伝達されるように構成されている。   In the third embodiment, as in the first embodiment, the planetary gear mechanism 10 inputs the driving torques of the first and second electric motors 5 and 6 and inputs the first and second electric motors 5 and 6. The drive torque is distributed and transmitted to the drive shaft 11a of the traveling body 13 and the drive shaft 12a of the work implement. In the planetary gear mechanism 10, all or part of the driving torque of the first electric motor 5 is transmitted to the driving shaft 11 a of the traveling body 13, and all or part of the driving torque of the second electric motor 6 travels. It is configured to be transmitted to the drive shaft 11 a of the body 13.

第1実施例、第2実施例では、遊星歯車機構10は、1つの遊星歯車110で構成されていたのに対して、第3実施例では、遊星歯車機構10は、2つの遊星歯車、つまり第1の遊星歯車110と第2の遊星歯車210とから構成されている。   In the first embodiment and the second embodiment, the planetary gear mechanism 10 is configured by one planetary gear 110, whereas in the third embodiment, the planetary gear mechanism 10 includes two planetary gears, that is, The first planetary gear 110 and the second planetary gear 210 are configured.

すなわち、図15に示すように、第1の電動モータ5の出力軸5aは、遊星歯車機構10の第1の入力軸10aを介してギア10hに連結されている。ギア10hは、ギア10iに歯合している。ギア10iは、第1の遊星歯車110のサンギア110Sに連結されている。また、ギア10hは、第2の遊星歯車210のリングギア210Rに歯合している。このように、第1の電動モータ5の出力軸5aが回転駆動されると、第1の遊星歯車110のサンギア110Sが回転駆動されるとともに、第2の遊星歯車210のリングギア210Rが回転駆動される。   That is, as shown in FIG. 15, the output shaft 5 a of the first electric motor 5 is connected to the gear 10 h via the first input shaft 10 a of the planetary gear mechanism 10. The gear 10h meshes with the gear 10i. The gear 10 i is connected to the sun gear 110 </ b> S of the first planetary gear 110. Further, the gear 10 h meshes with the ring gear 210 </ b> R of the second planetary gear 210. Thus, when the output shaft 5a of the first electric motor 5 is rotationally driven, the sun gear 110S of the first planetary gear 110 is rotationally driven and the ring gear 210R of the second planetary gear 210 is rotationally driven. Is done.

第2の電動モータ6の出力軸6aは、遊星歯車機構10の第2の入力軸10bを介してギア10jに連結されている。ギア10jは、ギア10kに歯合し、ギア10kは、ギア10lに歯合し、ギア10lは、ギア10mに歯合している。ギア10mは、第2の遊星歯車110のサンギア210Sに連結されている。また、ギア10jは、第1の遊星歯車110のリングギア110Rに歯合している。このように、第2の電動モータ6の出力軸6aが回転駆動されると、第2の遊星歯車210のサンギア210Sが回転駆動されるとともに、第1の遊星歯車110のリングギア110Rが回転駆動される。   The output shaft 6 a of the second electric motor 6 is connected to the gear 10 j via the second input shaft 10 b of the planetary gear mechanism 10. The gear 10j meshes with the gear 10k, the gear 10k meshes with the gear 10l, and the gear 10l meshes with the gear 10m. The gear 10 m is connected to the sun gear 210 </ b> S of the second planetary gear 110. Further, the gear 10j meshes with the ring gear 110R of the first planetary gear 110. Thus, when the output shaft 6a of the second electric motor 6 is rotationally driven, the sun gear 210S of the second planetary gear 210 is rotationally driven and the ring gear 110R of the first planetary gear 110 is rotationally driven. Is done.

第1の遊星歯車110のプラネタリウムギア110Pは、プラネタリウムキャリア110PCに連結されており、プラネタリウムキャリア110PCは遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cを介して、走行体13の駆動軸11aに連結されている。   The planetarium gear 110P of the first planetary gear 110 is connected to the planetarium carrier 110PC, and the planetarium carrier 110PC drives the traveling body 13 via the first output shaft (traveling output shaft) 10c of the planetary gear mechanism 10. It is connected to the shaft 11a.

第2の遊星歯車210のプラネタリウムギア210Pは、プラネタリウムキャリア210PCに連結されており、プラネタリウムキャリア210PCは遊星歯車機構10の第2の出力軸(作業機出力軸)10dを介して、作業機18、19の駆動軸12aに連結されている。   The planetarium gear 210P of the second planetary gear 210 is connected to the planetarium carrier 210PC, and the planetarium carrier 210PC is connected to the working machine 18 via the second output shaft (working machine output shaft) 10d of the planetary gear mechanism 10. It is connected to 19 drive shafts 12a.

第3実施例の構成によれば、図16に示すように、走行モード時、たとえば空荷前進モード時には、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L31のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L32のごとく変化し、遊星歯車機構10の第1の出力軸(走行出力軸)10cの回転数と駆動トルクは、L33のごとく変化する。すなわち、L33に示すように、走行出力軸10cは、一定馬力線上、つまり車速の上昇に応じてトルクが減じられる曲線上に沿って駆動される。たとえば図1(b)に示すようにエンジン8を駆動源とする場合には、エンジン8の定格出力である27.2kW一定の馬力曲線に沿って走行出力軸10cが駆動される。このとき第1および第2の電動モータ5、6はそれぞれ、L31、L32に示すように、エンジン8の定格出力の半分に相当する13.6kW一定の馬力曲線に沿って駆動される。このように第1の電動モータ5の駆動トルクと第2の電動モータ6の駆動トルクが加算されて、走行出力軸10cに伝達される。   According to the configuration of the third embodiment, as shown in FIG. 16, in the traveling mode, for example, in the empty forward mode, the rotational speed and driving torque of the first electric motor 5 change as indicated by L31, and the second The rotational speed and driving torque of the electric motor 6 change as indicated by L32, and the rotational speed and driving torque of the first output shaft (traveling output shaft) 10c of the planetary gear mechanism 10 change as indicated by L33. That is, as indicated by L33, the travel output shaft 10c is driven along a constant horsepower line, that is, along a curve in which the torque is reduced as the vehicle speed increases. For example, as shown in FIG. 1B, when the engine 8 is used as a drive source, the traveling output shaft 10c is driven along a 27.2 kW constant horsepower curve that is the rated output of the engine 8. At this time, the first and second electric motors 5 and 6 are driven along a constant 13.6 kW horsepower curve corresponding to half of the rated output of the engine 8, as indicated by L31 and L32. Thus, the drive torque of the first electric motor 5 and the drive torque of the second electric motor 6 are added and transmitted to the travel output shaft 10c.

車速が上昇するほど(L33において走行出力軸10cの回転数が上昇するほど)、第1および第2の電動モータ5、6の回転数が上昇するように(L31、L32において回転数が上昇するように)、第1および第2の電動モータ5、6のトルク、回転数が制御される。   The higher the vehicle speed (the higher the rotational speed of the travel output shaft 10c at L33), the higher the rotational speed of the first and second electric motors 5 and 6 (the rotational speed increases at L31 and L32). As described above, the torque and rotation speed of the first and second electric motors 5 and 6 are controlled.

図16では、走行出力軸10cの回転数とトルクとの関係L33を示しているが、作業機出力軸10dは、走行出力軸10cに連動して駆動される。すなわち、作業機出力軸10dは、曲線L33と同様に、車速の上昇に応じてトルクが減じられる曲線上に沿って駆動される。   Although FIG. 16 shows a relationship L33 between the rotational speed and torque of the travel output shaft 10c, the work implement output shaft 10d is driven in conjunction with the travel output shaft 10c. That is, the work implement output shaft 10d is driven along a curve on which the torque is reduced as the vehicle speed increases, as with the curve L33.

掘削モード時、積込みモード時には、走行優先モード若しくは作業機優先モードで運転することが可能である。走行優先モードとは、作業機出力軸10dよりも走行出力軸10cを優先して、走行出力軸10cにより多くのトルクを配分するモードのことであり、作業機優先モードとは、走行出力軸10cよりも作業機出力軸10dを優先して、作業機出力軸10dにより多くのトルクを配分するモードのことである。   During the excavation mode and the loading mode, it is possible to operate in the travel priority mode or the work implement priority mode. The travel priority mode is a mode in which the travel output shaft 10c is prioritized over the work implement output shaft 10d and more torque is distributed to the travel output shaft 10c. The work implement priority mode is the travel output shaft 10c. In this mode, the work implement output shaft 10d is given priority over the work implement output shaft 10d.

図17は、走行優先モードで掘削若しくは積込みを行う場合を示しており、同図17に示すように、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L41のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L42のごとく変化し、遊星歯車機構10の第2の出力軸(作業機出力軸)10dの回転数と駆動トルクは、L43のごとく変化する。すなわち、L43に示すように、作業機出力軸10dは、一定馬力線上、つまり回転数の上昇に応じてトルクが減じられる曲線上に沿って駆動される。   FIG. 17 shows a case where excavation or loading is performed in the travel priority mode. As shown in FIG. 17, the rotational speed and driving torque of the first electric motor 5 change as indicated by L41, and the second The rotation speed and drive torque of the electric motor 6 change as indicated by L42, and the rotation speed and drive torque of the second output shaft (working machine output shaft) 10d of the planetary gear mechanism 10 change as indicated by L43. That is, as indicated by L43, the work implement output shaft 10d is driven along a constant horsepower line, that is, along a curve in which the torque is reduced according to the increase in the rotational speed.

図17では、作業機出力軸10dの回転数とトルクとの関係L33を示しているが、走行出力軸10cについても、作業機出力軸10dに連動して駆動される。すなわち、走行出力軸10cは、図16に示す曲線L33に沿って駆動される。   Although FIG. 17 shows a relationship L33 between the rotation speed and torque of the work implement output shaft 10d, the traveling output shaft 10c is also driven in conjunction with the work implement output shaft 10d. That is, the travel output shaft 10c is driven along the curve L33 shown in FIG.

走行出力軸10cのトルク(図16のL33)と、作業機出力軸10dのトルク(図17のL43)を比較すると、同じ回転数であれば作業機出力軸10dのトルクに比して走行出力軸10cのトルクの方が大きいことがわかる。   When the torque of the travel output shaft 10c (L33 in FIG. 16) and the torque of the work implement output shaft 10d (L43 in FIG. 17) are compared, the travel output is compared with the torque of the work implement output shaft 10d at the same rotation speed. It can be seen that the torque of the shaft 10c is larger.

作業機出力軸10dの回転数は、走行出力軸10dの回転数(車速)の変化、トルクの変化に応じて変動する。このため、作業機出力軸10dの回転数(油圧ポンプ2の回転数)の変動に応じて、油圧ポンプ2の容量を変化させて、油圧ポンプ12から一定の所望の吐出流量の圧油を吐出させる制御が行われる(図8のステップ106)。   The rotation speed of the work machine output shaft 10d varies according to a change in the rotation speed (vehicle speed) of the travel output shaft 10d and a change in torque. For this reason, the capacity of the hydraulic pump 2 is changed in accordance with the fluctuation of the rotation speed of the work machine output shaft 10d (the rotation speed of the hydraulic pump 2), and the hydraulic oil having a predetermined desired discharge flow rate is discharged from the hydraulic pump 12. Control is performed (step 106 in FIG. 8).

図18は、作業機優先モードで掘削若しくは積込みを行う場合を示しており、同図18に示すように、第1の電動モータ5の回転数と駆動トルクは、L51のごとく変化し、第2の電動モータ6の回転数と駆動トルクは、L52のごとく変化し、遊星歯車機構10の第2の出力軸(作業機出力軸)10dの回転数と駆動トルクは、L53のごとく変化する。すなわち、L53に示すように、作業機出力軸10dは、一定馬力線上、つまり回転数の上昇に応じてトルクが減じられる曲線上に沿って駆動される。   FIG. 18 shows a case where excavation or loading is performed in the work machine priority mode. As shown in FIG. 18, the rotation speed and driving torque of the first electric motor 5 change as indicated by L51, and the second The rotational speed and driving torque of the electric motor 6 change as indicated by L52, and the rotational speed and driving torque of the second output shaft (working machine output shaft) 10d of the planetary gear mechanism 10 change as indicated by L53. That is, as indicated by L53, the work implement output shaft 10d is driven along a constant horsepower line, that is, along a curve in which the torque is reduced in accordance with the increase in the rotational speed.

ただし、走行出力軸10cの回転駆動を常時停止させるために、第1の電動モータ5が曲線L51に沿って低回転から高回転に移行するに伴い、第2の電動モータ6が曲線L52に沿って低回転から高回転に移行するように制御される。   However, in order to always stop the rotation drive of the travel output shaft 10c, the second electric motor 6 follows the curve L52 as the first electric motor 5 shifts from the low rotation to the high rotation along the curve L51. Thus, control is performed so as to shift from low rotation to high rotation.

作業機出力軸10dは、走行出力軸10cの回転に連動していないため、車速とは無関係に作業機出力軸10dのトルクを変化させることができる。つまり作業機出力軸10dを低回転、高トルクの状態に維持すれば、図17の走行優先モードに比して、より大きなトルクを作業機出力軸10dから出力させることができる。   Since the work implement output shaft 10d is not interlocked with the rotation of the travel output shaft 10c, the torque of the work implement output shaft 10d can be changed regardless of the vehicle speed. That is, if the work implement output shaft 10d is maintained in a low rotation and high torque state, a larger torque can be output from the work implement output shaft 10d as compared with the travel priority mode of FIG.

このため掘削時、積込み時における作業効率が向上する。   For this reason, the work efficiency at the time of excavation and loading improves.

図19は、第3実施例、比較例(図10)それぞれで使用される第1および第2の電動モータ5の出力(kW)、最大トルク(Nm)、最高回転数(rpm)を対比して示している。   FIG. 19 compares the output (kW), maximum torque (Nm), and maximum rotational speed (rpm) of the first and second electric motors 5 used in the third embodiment and the comparative example (FIG. 10), respectively. It shows.

すなわち、第1の電動モータ5の出力については、第3実施例の場合は、比較例の場合の1/2で済み、第1および第2の電動モータ5、6全体でみても2/3に済んでおり、大幅にモータ容量を低くできることがわかる。また、第1の電動モータ5の最大トルクについては、比較例の場合には320Nmという大トルクを必要としているが、第3実施例の場合には、その半分以下で済んでおり、大幅にモータ容量を低く抑えることができるのがわかる。また、第1および第2の電動モータ5、6の最高回転数については、比較例の場合に比して第3実施例の場合は高くなっており、これによりモータの小型化が図られることがわかる。このように第3実施例によれば、第1および第2の電動モータ5、6の容量を小さくでき小型化が実現されることから、コストを抑制でき、ホイールローダ1の小さな場積に収容することが可能となる。また、これに伴いインバータや電力供給線を小容量にすることができ、電力素子の耐久性を向上させることができる。よってコスト低減のみならず信頼性を向上させることができる。   In other words, the output of the first electric motor 5 is 1/2 of that of the comparative example in the case of the third embodiment, and 2/3 of the first and second electric motors 5 and 6 as a whole. It can be seen that the motor capacity can be greatly reduced. The maximum torque of the first electric motor 5 requires a large torque of 320 Nm in the case of the comparative example, but in the case of the third embodiment, it is less than half that. It can be seen that the capacity can be kept low. Further, the maximum rotational speeds of the first and second electric motors 5 and 6 are higher in the case of the third embodiment than in the case of the comparative example, whereby the motor can be reduced in size. I understand. As described above, according to the third embodiment, since the capacities of the first and second electric motors 5 and 6 can be reduced and the size can be reduced, the cost can be reduced and the wheel loader 1 can be accommodated in a small space. It becomes possible to do. As a result, the capacity of the inverter and the power supply line can be reduced, and the durability of the power element can be improved. Therefore, not only cost reduction but also reliability can be improved.

上述した第1、第2、第3実施例は、一例であり、種々の変形が可能である。   The first, second, and third embodiments described above are merely examples, and various modifications are possible.

特に、遊星歯車機構10は、第1、第2、第3実施例の構成のものに限定されるわけでなく、種々の構成例が考えられる。   In particular, the planetary gear mechanism 10 is not limited to the configurations of the first, second, and third embodiments, and various configuration examples are conceivable.

図20(a)、(b)、(c)、(d)は、遊星歯車機構10の各種構成パターンを示している。図20中の符号は、第1、第2、第3実施例で用いたものと同じとして説明する。   20A, 20B, 20C, and 20D show various configuration patterns of the planetary gear mechanism 10. FIG. The description will be made assuming that the reference numerals in FIG. 20 are the same as those used in the first, second, and third embodiments.

図20(a)は、1つの遊星歯車110で遊星歯車機構10が構成されるパターンであり、第1の入力軸10aが遊星歯車110に連結し、第2の入力軸10bが遊星歯車110に連結し、第2の入力軸10bが第2の出力軸10に連結している構成パターンを示している。図20(a)の構成パターンには、連結される構成要素に応じて、2つのパターンがある。それら2つのパターンが、第1実施例、第2実施例の遊星歯車機構10に相当する。   FIG. 20A shows a pattern in which the planetary gear mechanism 10 is constituted by one planetary gear 110, where the first input shaft 10 a is connected to the planetary gear 110 and the second input shaft 10 b is connected to the planetary gear 110. A configuration pattern in which the second input shaft 10b is connected to the second output shaft 10 is shown. The configuration pattern in FIG. 20A has two patterns depending on the connected components. These two patterns correspond to the planetary gear mechanism 10 of the first embodiment and the second embodiment.

第1実施例の場合は、第1の入力軸10aが遊星歯車110のサンギア10Sに連結するとともに、第2の入力軸10bが遊星歯車110のリングギア10Rに連結し、第2の入力軸10bが第2の出力軸10dに連結するように遊星歯車機構10が構成されている。   In the case of the first embodiment, the first input shaft 10a is connected to the sun gear 10S of the planetary gear 110, the second input shaft 10b is connected to the ring gear 10R of the planetary gear 110, and the second input shaft 10b. Is connected to the second output shaft 10d.

第2実施例の場合は、第1の入力軸10aが遊星歯車110のリングギア10Rに連結するとともに、第2の入力軸10bが遊星歯車110のサンギア10Sに連結し、第2の入力軸10bが第2の出力軸10dに連結するように遊星歯車機構10が構成されている。これら両パターンともに遊星歯車110のプラネタリウムキャリア10PC(プラネタリウムギア10P)が第1の出力軸10cに連結している。   In the case of the second embodiment, the first input shaft 10a is connected to the ring gear 10R of the planetary gear 110, the second input shaft 10b is connected to the sun gear 10S of the planetary gear 110, and the second input shaft 10b. Is connected to the second output shaft 10d. In both of these patterns, the planetarium carrier 10PC (planetarium gear 10P) of the planetary gear 110 is connected to the first output shaft 10c.

遊星歯車110では、リングギア10Rとサンギア10Sの出力の加算がプラネタリウムキャリア10PC(プラネタリウムギア10P)の出力となる関係が成立する。この特性を有効に利用して、第1および第2実施例では、第1の出力軸10cを走行出力軸10cとなし、第2の出力軸10dを作業機出力軸10dとなすことで、第1の電動モータ5の駆動トルクの全部が走行体13の駆動軸11aに伝達され、第2の電動モータ6の駆動トルクの全部または一部が走行体13の駆動軸11aに伝達されるようにして、掘削時などに、走行出力軸(第1の出力軸)10cから大きなトルクを出力させるようにしている。   In the planetary gear 110, a relationship is established in which the addition of the outputs of the ring gear 10R and the sun gear 10S becomes the output of the planetarium carrier 10PC (planetarium gear 10P). By effectively utilizing this characteristic, in the first and second embodiments, the first output shaft 10c is configured as the traveling output shaft 10c, and the second output shaft 10d is configured as the work implement output shaft 10d. All of the driving torque of the first electric motor 5 is transmitted to the driving shaft 11a of the traveling body 13, and all or part of the driving torque of the second electric motor 6 is transmitted to the driving shaft 11a of the traveling body 13. Thus, a large torque is output from the travel output shaft (first output shaft) 10c during excavation.

図20(b)は、2つの遊星歯車110、210で遊星歯車機構10が構成されるパターンであり、第1の入力軸10aが第1の遊星歯車110、第2の遊星歯車210に連結し、第2の入力軸10bが第1の遊星歯車110、第2の遊星歯車210に連結している構成パターンを示している。図20(b)の構成パターンには、連結される構成要素に応じて、12個のパターンがある。それら12個のパターンを、図21に示す。   FIG. 20B shows a pattern in which the planetary gear mechanism 10 is constituted by two planetary gears 110 and 210, and the first input shaft 10 a is connected to the first planetary gear 110 and the second planetary gear 210. 2 shows a configuration pattern in which the second input shaft 10b is coupled to the first planetary gear 110 and the second planetary gear 210. In the configuration pattern of FIG. 20B, there are 12 patterns depending on the connected components. These 12 patterns are shown in FIG.

図21は、各パターン毎に、第1の入力軸10aが連結される第1の遊星歯車110、第2の遊星歯車210の各構成要素(表の左から2番目の欄)、第2の入力軸10bが連結される第1の遊星歯車110、第2の遊星歯車210の各構成要素(表の左から3番目の欄)、第1および第2の出力軸10c、10dそれぞれが連結される第1および第2の遊星歯車110、210の構成要素(表の最も右の欄)を、表にて示している。図21中、Sは、サンギアを示し、Rは、リングギアを示し、Pはプラネタリウムキャリア(プラネタリウムギア)を示している。   FIG. 21 shows each component of the first planetary gear 110 and the second planetary gear 210 to which the first input shaft 10a is connected for each pattern (second column from the left in the table), the second Each component (third column from the left in the table) of the first planetary gear 110 and the second planetary gear 210 to which the input shaft 10b is coupled, and each of the first and second output shafts 10c and 10d are coupled. The components of the first and second planetary gears 110 and 210 (the rightmost column in the table) are shown in the table. In FIG. 21, S represents a sun gear, R represents a ring gear, and P represents a planetarium carrier (planetarium gear).

第3実施例の場合は、図21中のパターン2に相当する。すなわち、第3実施例の場合は、第1の入力軸10aが第1の遊星歯車110のサンギア110S(図21中、S)に連結するとともに、第2の遊星歯車210のリングギア210R(図21中、R)に連結し、第2の入力軸10bが第1の遊星歯車110のリングギア110R(図21中、R)に連結するとともに、第2の遊星歯車210のサンギア210S(図21中、S)に連結し、第1および第2の出力軸10c、10dそれぞれが第1および第2の遊星歯車110、210のプラネタリウムキャリア110PC、210PC(図21中、P、P)に連結するように遊星歯車機構10が構成されている。   The case of the third embodiment corresponds to the pattern 2 in FIG. That is, in the case of the third embodiment, the first input shaft 10a is connected to the sun gear 110S (S in FIG. 21) of the first planetary gear 110 and the ring gear 210R (see FIG. 21) of the second planetary gear 210. 21), the second input shaft 10b is connected to the ring gear 110R (R in FIG. 21) of the first planetary gear 110, and the sun gear 210S (FIG. 21) of the second planetary gear 210. S) and the first and second output shafts 10c and 10d are connected to the planetarium carriers 110PC and 210PC (P and P in FIG. 21) of the first and second planetary gears 110 and 210, respectively. Thus, the planetary gear mechanism 10 is configured.

図20(c)は、2つの遊星歯車110、210で遊星歯車機構10が構成されるパターンであり、第1の入力軸10aが第1の遊星歯車110に連結し、第2の入力軸10bが第2の遊星歯車210に連結し、第1の出力軸10cが第2の遊星歯車210に連結し、第2の出力軸10dが第1の遊星歯車110に連結している構成パターンを示している。図20(c)の構成パターンには、連結される構成要素に応じて、およそ20個のパターンがある。   FIG. 20C shows a pattern in which the planetary gear mechanism 10 is constituted by two planetary gears 110 and 210. The first input shaft 10a is connected to the first planetary gear 110, and the second input shaft 10b. Shows a configuration pattern in which is connected to the second planetary gear 210, the first output shaft 10 c is connected to the second planetary gear 210, and the second output shaft 10 d is connected to the first planetary gear 110. ing. In the configuration pattern of FIG. 20C, there are approximately 20 patterns depending on the connected components.

図20(d)は、2つの遊星歯車110、210で遊星歯車機構10が構成されるパターンであり、第1の入力軸10aが第1の遊星歯車110、第2の遊星歯車210に連結し、第2の入力軸10bが第2の遊星歯車210に連結し、第2の出力軸10dが第1の遊星歯車110に連結している構成パターンを示している。図20(d)の構成パターンには、連結される構成要素に応じて、30個以上のパターンがある。   FIG. 20D shows a pattern in which the planetary gear mechanism 10 is constituted by two planetary gears 110 and 210, and the first input shaft 10 a is connected to the first planetary gear 110 and the second planetary gear 210. The configuration pattern in which the second input shaft 10 b is connected to the second planetary gear 210 and the second output shaft 10 d is connected to the first planetary gear 110 is shown. In the configuration pattern of FIG. 20D, there are 30 or more patterns depending on the connected components.

電動モータの容量の総和を小さくでき、エネルギー効率が向上するという観点からみて、特に効果があったのは、図20(a)、(b)に示す構成パターンであった。   In view of the fact that the total capacity of the electric motor can be reduced and the energy efficiency is improved, the configuration patterns shown in FIGS. 20A and 20B are particularly effective.

また、以上の各実施例では、トルク分配伝達機構10を、遊星歯車機構で構成した場合について説明したが、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを入力して、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクを走行体13の駆動軸11aと作業機18、19の駆動軸12aに分配して伝達できるものであれば、任意の構成とすることができる。   Further, in each of the above embodiments, the case where the torque distribution transmission mechanism 10 is constituted by a planetary gear mechanism has been described. However, the first and second electric motors 5 and 6 are input to input the driving torque. Any configuration can be used as long as it can distribute and transmit the drive torque of the second electric motors 5 and 6 to the drive shaft 11a of the traveling body 13 and the drive shaft 12a of the work machines 18 and 19.

たとえばトルク分配伝達機構10を歯車の組合せで構成するとすれば、遊星歯車機構に限定されることなく、差動歯車機構の範疇であれば、如何様にも構成することができる。   For example, if the torque distribution / transmission mechanism 10 is configured by a combination of gears, the present invention is not limited to the planetary gear mechanism, and can be configured in any manner within the scope of the differential gear mechanism.

図22(a)、(b)はそれぞれ互いに等価な差動歯車機構を示している。   22 (a) and 22 (b) show differential gear mechanisms equivalent to each other.

図22(a)は、第1〜第3実施例で使用した遊星歯車110を示している。図22(b)は、自動車の後輪のデフ装置などに使用されるディファレンシャルギア310を示している。   FIG. 22A shows the planetary gear 110 used in the first to third embodiments. FIG. 22B shows a differential gear 310 used in a differential device for a rear wheel of an automobile.

遊星歯車110、ディファレンシャルギア310は、共に、第1の入力軸、第2の入力軸からトルクを入力して、これら入力トルクを加算して、加算したトルクを出力軸から出力するという点で等価である。よって、たとえば遊星歯車110をディファレンシャルギア310に置換して、第1実施例〜第3実施例のトルク分配伝達機構10を構成してもよい。   Both the planetary gear 110 and the differential gear 310 are equivalent in that torque is input from the first input shaft and the second input shaft, these input torques are added, and the added torque is output from the output shaft. It is. Therefore, for example, the planetary gear 110 may be replaced with the differential gear 310 to constitute the torque distribution / transmission mechanism 10 of the first to third embodiments.

つぎに、余分な動力の消費を抑制して、よりエネルギー効率を高めることができる実施例について説明する。   Next, an embodiment in which the consumption of excess power is suppressed and the energy efficiency can be further increased will be described.

図23(a)は、第1実施例に、クラッチ61、クラッチ62、ブレーキ63を付加した第4実施例を示している。   FIG. 23A shows a fourth embodiment in which a clutch 61, a clutch 62, and a brake 63 are added to the first embodiment.

すなわち、第1実施例では、走行動力のみが必要で作業機動力が不要な状況であっても、作業機出力軸10dが常時回転駆動しているため、油圧ポンプ12から吐出される圧油が無駄にタンクに排出されてエネルギーロスが生じることがあった。そこで、図23(a)に示すように、第2の入力軸10bと、第2の出力軸(作業機出力軸)10dとの係合、係合解除を行うクラッチ61を設け、走行動力のみが必要で作業機動力が不要な場合には、クラッチ61の係合を解除し、第1および第2の電動モータ5、6の駆動トルクの全てが、第1の出力軸(走行出力軸)10cに伝達され、第2の出力軸(作業機出力軸)10dには伝達されないように制御してもよい。   That is, in the first embodiment, even when only traveling power is required and work machine power is not required, the work machine output shaft 10d is always driven to rotate, so that the pressure oil discharged from the hydraulic pump 12 is not discharged. In some cases, energy was lost due to wasteful discharge into the tank. Therefore, as shown in FIG. 23 (a), a clutch 61 that engages and disengages the second input shaft 10b and the second output shaft (work machine output shaft) 10d is provided, and only the traveling power is provided. Is required and the work machine power is not required, the clutch 61 is disengaged, and all the drive torques of the first and second electric motors 5 and 6 are supplied to the first output shaft (travel output shaft). It may be controlled so that it is transmitted to 10c and not transmitted to the second output shaft (work machine output shaft) 10d.

また、第1実施例では、作業機動力のみが必要で走行動力が不要な状況であっても、第2の電動モータ6が作業機出力軸10dのみならず遊星歯車110のリングギア10Rを常時回転駆動しているため、エネルギーロスが生じることがあった。そこで、図23(a)に示すように、第2の入力軸10bと、ギア10eとの連結、連結解除を行うクラッチ62を設け、作業機動力のみが必要で走行動力が不要な場合には、クラッチ62の連結を解除して、第2の電動モータ6によって第2の出力軸(作業機出力軸)10dのみ回転駆動させ、遊星歯車110のリングギア10Rを回転駆動させないように制御してもよい。   In the first embodiment, the second electric motor 6 always uses not only the work machine output shaft 10d but also the ring gear 10R of the planetary gear 110 even in a situation where only the work machine power is required and traveling power is not required. Due to the rotational drive, energy loss may occur. Therefore, as shown in FIG. 23 (a), when the clutch 62 for connecting and releasing the connection between the second input shaft 10b and the gear 10e is provided, only the work machine power is required and the travel power is not required. The clutch 62 is disengaged, and only the second output shaft (working machine output shaft) 10d is rotated by the second electric motor 6, and the ring gear 10R of the planetary gear 110 is controlled not to be rotated. Also good.

また、遊星歯車110のリングギア10Rを制動するブレーキ63を設け、作業モードに応じて、クラッチ61、62の係合、解除、ブレーキ63を作動、解除を制御してもよい。ブレーキ63が作動すると、リングギア10Rが定位置に固定され、ブレーキ63の作動が解除すると、リングギア10Rが自由回転状態になる。   Further, a brake 63 that brakes the ring gear 10R of the planetary gear 110 may be provided, and the engagement and release of the clutches 61 and 62 and the operation and release of the brake 63 may be controlled according to the work mode. When the brake 63 is operated, the ring gear 10R is fixed at a fixed position, and when the operation of the brake 63 is released, the ring gear 10R is in a free rotating state.

図23(b)は、作業モードと、動力配分される駆動軸(走行出力軸、作業機出力軸)と、クラッチ61、62の係合、解除状態、ブレーキ63の作動、解除状態と、動力源との関係を示した表である。   FIG. 23B shows the work mode, the drive shaft (travel output shaft, work implement output shaft) to which power is distributed, the engagement and release states of the clutches 61 and 62, the operation and release state of the brake 63, and the power. It is the table | surface which showed the relationship with a source.

作業モードAの場合には、第2の電動モータ6のみが動力源として回転駆動され、クラッチ61は係合され、クラッチ62は解除され、ブレーキ63は作動されるように制御される。この場合には、第2の電動モータ6の動力が、第2の出力軸(作業機出力軸)10dに伝達される。   In the work mode A, only the second electric motor 6 is rotationally driven as a power source, the clutch 61 is engaged, the clutch 62 is released, and the brake 63 is operated. In this case, the power of the second electric motor 6 is transmitted to the second output shaft (work machine output shaft) 10d.

作業モードBの場合には、第1および第2の電動モータ5、6が動力源として回転駆動され、クラッチ61は解除され、クラッチ62は係合され、ブレーキ63は解除されるように制御される。この場合には、第1および第2の電動モータ5、6の動力が、合算されて、第1の出力軸(走行出力軸)10cに伝達される。   In the work mode B, the first and second electric motors 5 and 6 are rotationally driven as power sources, the clutch 61 is released, the clutch 62 is engaged, and the brake 63 is released. The In this case, the powers of the first and second electric motors 5 and 6 are added together and transmitted to the first output shaft (traveling output shaft) 10c.

作業モードCの場合には、第1の電動モータ5が動力源として回転駆動され、クラッチ61は解除され、クラッチ62は解除され、ブレーキ63は作動されるように制御される。この場合には、第1の電動モータ5の動力が、第1の出力軸(走行出力軸)10cに伝達される。   In the work mode C, the first electric motor 5 is rotationally driven as a power source, the clutch 61 is released, the clutch 62 is released, and the brake 63 is operated. In this case, the power of the first electric motor 5 is transmitted to the first output shaft (travel output shaft) 10c.

作業モードDの場合には、第1および第2の電動モータ5、6が動力源として回転駆動され、クラッチ61は係合され、クラッチ62は係合され、ブレーキ63は解除されるように制御される。この場合には、第1および第2の電動モータ5、6の動力が、配分されて、第1の出力軸(走行出力軸)10c、第2の出力軸(作業機出力軸)10dに伝達される。   In the work mode D, the first and second electric motors 5 and 6 are rotationally driven as power sources, the clutch 61 is engaged, the clutch 62 is engaged, and the brake 63 is released. Is done. In this case, the power of the first and second electric motors 5 and 6 is distributed and transmitted to the first output shaft (travel output shaft) 10c and the second output shaft (worker output shaft) 10d. Is done.

作業モードEの場合には、第1および第2の電動モータ5、6が動力源として回転駆動され、クラッチ61は係合され、クラッチ62は解除され、ブレーキ63は作動されるように制御される。この場合には、第1および第2の電動モータ5、6の動力がそれぞれ、独立して、第1の出力軸(走行出力軸)10c、第2の出力軸(作業機出力軸)10dに伝達される。   In the work mode E, the first and second electric motors 5 and 6 are rotationally driven as power sources, the clutch 61 is engaged, the clutch 62 is released, and the brake 63 is operated. The In this case, the powers of the first and second electric motors 5 and 6 are independently supplied to the first output shaft (travel output shaft) 10c and the second output shaft (work machine output shaft) 10d, respectively. Communicated.

たとえば、作業モードA〜Eを選択するスイッチを、ホイールローダの運転室の操作パネルに、設け、選択スイッチの操作に応じて、図23(b)に示すごとく、クラッチ61、62の係合、解除、ブレーキ63の作動、解除を自動的に制御するように構成することができる。   For example, a switch for selecting the operation modes A to E is provided on the operation panel of the wheel loader cab, and according to the operation of the selection switch, as shown in FIG. The release, the operation of the brake 63, and the release can be automatically controlled.

ホイールローダでは、作業機出力軸10dに比べて走行出力軸10cに、より大きい動力が必要とされる状況で運転されることが多い。このような状況のときに作業モードBを選択すれば、2つの電動モータ5、6を合算した動力のすべてが、走行出力軸10cのみに伝達されるため、より作業効率を高めることができる。   In many cases, the wheel loader is operated in a situation where greater power is required for the travel output shaft 10c than for the work machine output shaft 10d. If the work mode B is selected in such a situation, all the power obtained by adding up the two electric motors 5 and 6 is transmitted only to the travel output shaft 10c, so that the work efficiency can be further improved.

また、一般道を巡航走行するような場合に、作業モードCを選択すれば、1つの電動モータ5の動力によって走行されるため、燃費が向上する。   Further, when traveling on a general road, if the work mode C is selected, the vehicle is driven by the power of one electric motor 5, thereby improving fuel efficiency.

また、積込み作業時に、作業モードAを選択し、掘削時に、状況に応じて、作業モードDまたは作業モードEを選択することで、Vシェープ運転全体を通して作業効率が向上する。特に、Vシェープ運転では、前述のとおり、掘削、運搬、積込みを短時間で繰り返すため、前述の作業モードの選択を操作パネル上で行うことは困難となる。そこで、図24に示すように自動的に作業モードを選択する実施も可能である。すなわち、基本的にVシェープ運転を想定すると、作業モードDを選択してから一定時間、作業機用操作レバー24が操作されない場合には、クラッチ61が解除され、自動的に作業モードBに移行される。この場合、積み荷がバケット内にあることが想定される。このため作業機が落下しないように制御弁15のスプールの開口が閉じられる。また、作業モードBで運転中に作業機用操作レバー24が操作されると、クラッチ61が係合して、作業モードDに戻る。また、作業モードDを選択してから一定時間アクセルペダル23が踏み込まれない場合には、クラッチ62が解除され、ブレーキ63が作動されて、作業モードAに移行する。また、作業モードAで運転中にアクセルペダル23が踏み込まれると、作業モードDに戻る。   Further, by selecting the work mode A at the loading work and selecting the work mode D or the work mode E according to the situation at the time of excavation, the work efficiency is improved throughout the V shape operation. In particular, in the V-shape operation, as described above, excavation, transportation, and loading are repeated in a short time, so that it is difficult to select the above-described work mode on the operation panel. Therefore, it is possible to automatically select a work mode as shown in FIG. That is, assuming V-shape operation basically, when the work implement operating lever 24 is not operated for a certain period of time after selecting the work mode D, the clutch 61 is released and the operation mode B is automatically shifted. Is done. In this case, it is assumed that the load is in the bucket. For this reason, the opening of the spool of the control valve 15 is closed so that the working machine does not fall. Further, when the work machine operation lever 24 is operated during operation in the work mode B, the clutch 61 is engaged and the work mode D is restored. If the accelerator pedal 23 is not depressed for a certain time after selecting the work mode D, the clutch 62 is released, the brake 63 is operated, and the operation mode A is entered. Further, when the accelerator pedal 23 is depressed during operation in the operation mode A, the operation mode D is restored.

このように本実施例によれば、作業状態に応じて、クラッチ61、62の係合、解除、ブレーキ63の作動、解除を制御するようにしたので、余分な動力の消費が抑制され、エネルギー効率を高めることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the engagement and release of the clutches 61 and 62 and the operation and release of the brake 63 are controlled according to the working state, consumption of excess power is suppressed and energy is reduced. Efficiency can be increased.

第1実施例に、クラッチ61、クラッチ62、ブレーキ63を設ける場合について説明したが、第2実施例、第3実施例についても同様にクラッチ61、62、ブレーキ63を設ける実施も当然可能である。   In the first embodiment, the case where the clutch 61, the clutch 62, and the brake 63 are provided has been described. However, the clutches 61, 62, and the brake 63 may be provided similarly in the second and third embodiments. .

図1(a)、(b)は第1実施例の構成図である。1A and 1B are configuration diagrams of the first embodiment. 図2は第1実施例の構成図である。FIG. 2 is a block diagram of the first embodiment. 図3(a)、(b)はホイールローダにおける構成要素の配置例を示した図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing examples of arrangement of components in the wheel loader. 図4(a)、(b)はVシェープ運転中の各モードを説明する図である。4A and 4B are diagrams for explaining each mode during the V-shape operation. 図5は消費馬力をグラフで示した図である。FIG. 5 is a graph showing the consumed horsepower. 図6は制御系のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of the control system. 図7はコントローラにおける処理内容を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents in the controller. 図8はコントローラにおける処理内容を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents in the controller. 図9は第1実施例における回転数とトルクとの関係を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and torque in the first embodiment. 図10は比較例の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a comparative example. 図11は第1実施例の効果を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the effect of the first embodiment. 図12は遊星歯車の正面図である。FIG. 12 is a front view of the planetary gear. 図13は第2実施例の構成図である。FIG. 13 is a block diagram of the second embodiment. 図14は第2実施例における回転数とトルクとの関係を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and torque in the second embodiment. 図15は第3実施例の構成図である。FIG. 15 is a block diagram of the third embodiment. 図16は第3実施例における回転数とトルクとの関係を示した図である。FIG. 16 shows the relationship between the rotational speed and torque in the third embodiment. 図17は第3実施例における回転数とトルクとの関係を示した図である。FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and torque in the third embodiment. 図18は第3実施例における回転数とトルクとの関係を示した図である。FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the rotational speed and torque in the third embodiment. 図19は第3実施例の効果を説明する図である。FIG. 19 is a diagram for explaining the effect of the third embodiment. 図20(a)、(b)、(c)、(d)は遊星歯車機構の構成パターンを例示した図である。20A, 20B, 20C, and 20D are diagrams illustrating configuration patterns of the planetary gear mechanism. 図21は図20(b)に示す構成パターンの各種パターンを表にて示した図である。FIG. 21 is a table showing various patterns of the configuration pattern shown in FIG. 図22(a)、(b)は、それぞれが差動歯車として等価であることを説明する図である。22A and 22B are diagrams for explaining that each is equivalent as a differential gear. 図23(a)は第4実施例の構成図で、図23(b)は図23(a)に対応する表である。FIG. 23A is a block diagram of the fourth embodiment, and FIG. 23B is a table corresponding to FIG. 図24は作業モードを変更する処理を説明する図である。FIG. 24 is a diagram illustrating processing for changing the work mode.

符号の説明Explanation of symbols

1 ホイールローダ
5 第1の電動モータ
6 第2の電動モータ
10 トルク分配伝達機構
11a 走行体の駆動軸
12a 作業機の駆動軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel loader 5 1st electric motor 6 2nd electric motor 10 Torque distribution transmission mechanism 11a Driving shaft of traveling body 12a Driving shaft of working machine

Claims (8)

走行体(13)と作業機(18、19)とを備えた走行作業機械において、
第1の電動モータ(5)と、
第2の電動モータ(6)と、
第1および第2の電動モータ(5、6)の駆動トルクが入力され、第1および第2の電動モータ(5、6)の駆動トルクが走行体(13)の駆動軸(11a)と作業機(18、19)の駆動軸(12a)に分配されて伝達されるトルク分配伝達機構(10)と
を備え
前記トルク分配伝達機構(10)は、第1の電動モータ(5)の駆動トルクの全部が走行体(13)の駆動軸(11a)に伝達され、第2の電動モータ(6)の駆動トルクの全部または一部が走行体(13)の駆動軸(11a)に伝達されるように構成されている
たことを特徴とする走行作業機械。
In the traveling work machine including the traveling body (13) and the work machines (18, 19),
A first electric motor (5);
A second electric motor (6);
The drive torques of the first and second electric motors (5, 6) are input, and the drive torques of the first and second electric motors (5, 6) work with the drive shaft (11a) of the traveling body (13). A torque distribution transmission mechanism (10) distributed and transmitted to the drive shaft (12a) of the machine (18, 19) ,
The torque distribution transmission mechanism (10) transmits the entire driving torque of the first electric motor (5) to the driving shaft (11a) of the traveling body (13), and the driving torque of the second electric motor (6). A traveling work machine characterized in that all or a part of the traveling machine is transmitted to the drive shaft (11a) of the traveling body (13) .
トルク分配伝達機構が、2つの遊星歯車から構成される請求項1記載の走行作業機械。The traveling work machine according to claim 1, wherein the torque distribution transmission mechanism is constituted by two planetary gears. 第1および第2の電動モータ(5、6)を駆動制御するための制御手段を具備する請求項1記載の走行作業機械。The traveling work machine according to claim 1, further comprising control means for drivingly controlling the first and second electric motors (5, 6). 走行体(13)と作業機(18、19)とを備えた走行作業機械において、
第1の電動モータ(5)と、
第2の電動モータ(6)と、
第1および第2の電動モータ(5、6)の駆動トルクが入力され、第1および第2の電動モータ(5、6)の駆動トルクが走行体(13)の駆動軸(11a)と作業機(18、19)の駆動軸(12a)に分配されて伝達されるトルク分配伝達機構(10)と
を備え、
第2の電動モータ(6)の出力軸(6a)は、前記トルク分配伝達機構(10)の第2の入力軸(10b)に連結され、
前記トルク分配伝達機構(10)の第2の出力軸(10d)は、作業機(18、19)の駆動軸(12a)に連結され、
第2の入力軸(10b)と、第2の出力軸(10d)との係合、係合解除を行うクラッチ(61)が設けられる
ことを特徴とする走行作業機械。
In the traveling work machine including the traveling body (13) and the work machines (18, 19),
A first electric motor (5);
A second electric motor (6);
The drive torques of the first and second electric motors (5, 6) are input, and the drive torques of the first and second electric motors (5, 6) work with the drive shaft (11a) of the traveling body (13). A torque distribution transmission mechanism (10) distributed and transmitted to the drive shaft (12a) of the machine (18, 19);
With
The output shaft (6a) of the second electric motor (6) is connected to the second input shaft (10b) of the torque distribution transmission mechanism (10),
The second output shaft (10d) of the torque distribution transmission mechanism (10) is connected to the drive shaft (12a) of the work machine (18, 19),
A clutch (61) that engages and disengages the second input shaft (10b) and the second output shaft (10d) is provided.
A traveling work machine characterized by that.
前記トルク分配伝達機構(10)は、遊星歯車機構で構成され、
第2の電動モータ(6)の出力軸(6a)は、前記トルク分配伝達機構(10)の第2の入力軸(10b)に連結され、
前記トルク分配伝達機構(10)の第2の出力軸(10d)は、作業機(18、19)の駆動軸(12a)に連結され、
第2の入力軸(10b)と、第2の出力軸(10d)との係合、係合解除を行うクラッチ(61)が設けられ、
第2の入力軸(10b)と、遊星歯車(110)との連結、連結解除を行うクラッチ(62)が設けられること
を特徴とする請求項記載の走行作業機械。
The torque distribution transmission mechanism (10) is composed of a planetary gear mechanism,
The output shaft (6a) of the second electric motor (6) is connected to the second input shaft (10b) of the torque distribution transmission mechanism (10),
The second output shaft (10d) of the torque distribution transmission mechanism (10) is connected to the drive shaft (12a) of the work machine (18, 19),
A clutch (61) that engages and disengages the second input shaft (10b) and the second output shaft (10d) is provided.
The traveling work machine according to claim 4, further comprising a clutch (62) for connecting and releasing the second input shaft (10b) and the planetary gear (110).
遊星歯車(110)のリングギア(10R)を制動するブレーキ(63)が設けられること
を特徴とする請求項記載の走行作業機械。
The traveling work machine according to claim 5, wherein a brake (63) for braking the ring gear (10R) of the planetary gear (110) is provided.
クラッチ(61、62)の係合、解除を制御する制御手段を具備する請求項4または5記載の走行作業機械。The traveling work machine according to claim 4 or 5, further comprising control means for controlling engagement and release of the clutch (61, 62). クラッチ(61、62)の係合、解除を制御し、ブレーキ(63)の作動、解除を制御する制御手段を具備する請求項6記載の走行作業機械。The traveling work machine according to claim 6, further comprising control means for controlling engagement and release of the clutch (61, 62) and controlling operation and release of the brake (63).
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