JP5056148B2 - Parallel hybrid drive device and construction machine having the same - Google Patents
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Description
本発明は、パラレルハイブリッド駆動装置及びそれを備えた建設機械に関するものである。 The present invention relates to a parallel hybrid drive device and a construction machine including the parallel hybrid drive device.
従来より、省エネルギの観点から、いわゆるパラレルハイブリッド駆動装置を備えた油圧ショベル等の作業機械が知られている。このようなパラレルハイブリッド作業機械は、エンジン及びエンジンに直結した電動発電機を備えている。油圧ポンプに必要な動力が少ないときに余ったエンジンの出力で電動発電機を回転して発電させ、発電された電力が蓄電装置に蓄えられる。この蓄電装置に蓄えておいた電力をエンジンの出力が不足したときに電動発電機に供給することで、エンジンの出力の不足が補われる。このことで、エンジンが低出力のものでよくなり、エンジン負荷が平均化されて効率のよい運転条件で運転できるので、燃費が向上する。 Conventionally, from the viewpoint of energy saving, a working machine such as a hydraulic excavator provided with a so-called parallel hybrid drive device is known. Such a parallel hybrid work machine includes an engine and a motor generator directly connected to the engine. When the power required for the hydraulic pump is small, the motor generator is rotated by the surplus engine output to generate power, and the generated power is stored in the power storage device. By supplying the electric power stored in the power storage device to the motor generator when the engine output is insufficient, the shortage of the engine output is compensated. As a result, the engine needs to have a low output, and the engine load is averaged and the engine can be operated under efficient driving conditions, so that fuel efficiency is improved.
例えば、特許文献１には、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続された油圧ポンプと、この油圧ポンプを経由して接続され、発電機動作又は電動機動作を行う発電機兼電動機と、これにより発電された電力を蓄えるバッテリと、発電機兼電動機の動作状態に応じてクラッチの断続制御を行う制御装置とを備えた油圧ショベルが知られている。この油圧ショベルでは、ハイブリッド駆動による省エネルギ運転と、発電機兼電動機のみによる排気ガスゼロ運転を作業状況に応じて使い分けられる。
しかしながら、従来のパラレルハイブリッド駆動装置では、ポンプの入力軸がエンジンの出力軸に直接連結されているので、ポンプの回転数は、エンジンの回転数に付随して変更される。このため、ポンプの回転数を実用に耐えうるだけの応答性で変化させることができないので、ポンプ流量の調整には、ポンプ容量の可変機構が必要となり、同容量の固定容量型ポンプに比べて大型で高価な可変容量ポンプを使用せざるを得ない。 However, in the conventional parallel hybrid drive apparatus, since the pump input shaft is directly connected to the engine output shaft, the rotational speed of the pump is changed in association with the rotational speed of the engine. For this reason, the rotation speed of the pump cannot be changed with responsiveness that can withstand practical use. Therefore, a pump capacity variable mechanism is required to adjust the pump flow rate, compared to a fixed capacity pump of the same capacity. A large and expensive variable displacement pump must be used.
また、エンジンの出力軸にクラッチを設けて切り離さないと、エンジンを止めて電動発電機だけでポンプを駆動することはできないという問題があった。 In addition, there is a problem that the engine cannot be stopped and the pump can be driven only by the motor generator unless a clutch is provided on the output shaft of the engine and the clutch is disconnected.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パラレルハイブリッド駆動装置において、エンジンを最も効率のよい、定格回転数で運転させながら、油圧ポンプの回転数を自由に変更可能とすることで流量を調整し、また、エンジンの出力軸にクラッチを設けることなく、電動発電機だけでもポンプが駆動できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to freely adjust the rotational speed of the hydraulic pump while operating the engine at the most efficient rated rotational speed in the parallel hybrid drive device. In other words, the flow rate can be adjusted so that the pump can be driven only by the motor generator without providing a clutch on the output shaft of the engine.
上記の目的を達成するために、この発明では、油圧ポンプ（38）の入力軸（39）を差動装置（43）を介してエンジン（31）の出力軸（32）と電動発電機（33）の出力軸（34）とに接続するようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) is connected to the output shaft (32) of the engine (31) and the motor generator (33) via the differential (43). ) Output shaft (34).
具体的には、第１の発明では、エンジン（31）と、発電機及び電動機の両機能を有する発電機兼電動機（以下、電動発電機（33）と呼ぶ）と、該電動発電機（33）に電気的に接続された蓄電装置（35, 36）と、油圧ポンプ（38）とを備えたパラレルハイブリッド駆動装置（50）を対象とする。 Specifically, in the first invention, the engine (31), a generator / motor having both functions of a generator and a motor (hereinafter referred to as a motor generator (33)), and the motor generator (33 The parallel hybrid drive device (50) including the power storage device (35, 36) and the hydraulic pump (38) electrically connected to each other.
そして、上記パラレルハイブリッド駆動装置（50）は、
リングギヤ（40）と上記エンジン（31）の出力軸（32）とが噛み合い、第１サイドギヤ（41）と上記電動発電機（33）の出力軸（34）とが連結され、第２サイドギヤ（42）と上記油圧ポンプ（38）の入力軸（39）とがクラッチを介さずに連結される差動装置（43）と、
上記エンジン（31）及び上記電動発電機（33）の回転数を操作して上記油圧ポンプ（38）の回転数を調整する制御手段（52）とを備え、
上記制御手段（52）は、上記エンジン（31）の回転数が一定のままで上記油圧ポンプ（38）の回転数を調整可能に構成される構成とする。
The parallel hybrid drive device (50)
The ring gear (40) meshes with the output shaft (32) of the engine (31), the first side gear (41) and the output shaft (34) of the motor generator (33) are connected, and the second side gear (42 ) And the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) are coupled without a clutch, (43)
Control means (52) for adjusting the rotational speed of the hydraulic pump (38) by operating the rotational speed of the engine (31) and the motor generator (33) ;
It said control means (52) has a structure rotating speed of the engine (31) that will be adjustable constituting the rotational speed of the hydraulic pump (38) remains constant.
上記の構成によると、油圧ポンプ（38）の入力軸（39）は、クラッチを介さずに差動装置（43）を介してエンジン（31）の出力軸（32）及び電動発電機（33）の出力軸（34）に接続されているので、その回転数は、クラッチを使わずにエンジン（31）の回転数を最も効率のよい定格回転数に保ったままでも変更が可能である。このため、効率のよいエンジン運転が可能であると共に、油圧ポンプ（38）には、流量調整のための容量可変機構は必要とされず、固定容量型ポンプ（38）が使用可能である。また、エンジン（31）の出力軸（32）にクラッチを設けなくても、差動装置（43）により、電動発電機（33）だけでも油圧ポンプ（38）が駆動できる。さらに、油圧ポンプ（38）に必要な動力が少ないときに余ったエンジン（31）の出力で電動発電機（33）を回転して発電させ、発電された電力が蓄電装置（35, 36）に蓄えられる。この蓄電装置（35, 36）に蓄えておいた電力をエンジン（31）の出力が不足したときに電動発電機（33）に供給することで、エンジン（31）の出力に動力を追加できる。このことで、エンジン（31）が低出力のものでよくなり、エンジン（31）負荷が平均化されて効率のよい運転条件で運転できるので、燃費が向上する。 According to the above configuration, the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) is connected to the output shaft (32) of the engine (31) and the motor generator (33) via the differential (43) without using the clutch. Therefore, the rotational speed of the engine (31) can be changed without using the clutch while keeping the rotational speed of the engine (31) at the most efficient rated speed. Therefore, efficient engine operation is possible, and the hydraulic pump (38) does not require a capacity variable mechanism for adjusting the flow rate, and a fixed capacity pump (38) can be used. Further, the hydraulic pump (38) can be driven only by the motor generator (33) by the differential device (43) without providing a clutch on the output shaft (32) of the engine (31). Furthermore, when the power required for the hydraulic pump (38) is small, the motor generator (33) is rotated with the output of the surplus engine (31) to generate power, and the generated power is transferred to the power storage device (35, 36). Stored. Power can be added to the output of the engine (31) by supplying the electric power stored in the power storage devices (35, 36) to the motor generator (33) when the output of the engine (31) is insufficient. As a result, the engine (31) needs only to have a low output, and the engine (31) load is averaged so that the engine (31) can be operated under efficient driving conditions.
第２の発明では、第１の発明において、
上記制御手段（52）は、
上記エンジン（31）を駆動しているときであって、
上記油圧ポンプ（38）の回転数を０以上で且つ上記リングギヤ（40）の回転数の２倍未満とするとき、上記電動発電機（33）を発電機として作動させ、上記油圧ポンプ（38）の回転数を上記リングギヤ（40）の回転数の２倍から上記電動発電機（33）の回転数を引いた値とし、
上記油圧ポンプ（38）の回転数を上記リングギヤ（40）の回転数の２倍以上で且つ該油圧ポンプ（38）の最高回転数以下とするとき、上記電動発電機（33）を電動機として作動させ、上記油圧ポンプ（38）の回転数を上記リングギヤ（40）の回転数の２倍に上記電動発電機（33）の回転数を加えた値とし、
上記エンジン（31）を停止しているとき、上記電動発電機（33）を電動機として作動させ、その回転数と同じ回転数で上記油圧ポンプ（38）を回転させる構成とする。
In the second invention, in the first invention,
The control means (52)
When driving the engine (31),
When the rotational speed of the hydraulic pump (38) is 0 or more and less than twice the rotational speed of the ring gear (40), the motor generator (33) is operated as a generator, and the hydraulic pump (38) Is the value obtained by subtracting the rotational speed of the motor generator (33) from twice the rotational speed of the ring gear (40),
When the rotational speed of the hydraulic pump (38) is at least twice the rotational speed of the ring gear (40) and below the maximum rotational speed of the hydraulic pump (38), the motor generator (33) is operated as an electric motor. The rotational speed of the hydraulic pump (38) is set to a value obtained by adding the rotational speed of the motor generator (33) to twice the rotational speed of the ring gear (40).
When the engine (31) is stopped, the motor generator (33) is operated as an electric motor, and the hydraulic pump (38) is rotated at the same rotational speed.
上記の構成によると、差動装置（43）でエンジン（31）の出力軸（32）と、電動発電機（33）の出力軸（34）と、油圧ポンプ（38）の入力軸（39）とが接続されているので、エンジン（31）を駆動しているときに、電動発電機（33）を発電機として使用するときには、エンジン（31）の動力は、負荷の小さい電動発電機（33）の出力軸（34）又は油圧ポンプ（38）の入力軸（39）に伝わる。このため、電動発電機（33）の軸負荷トルクが油圧ポンプ（38）の軸負荷トルクよりも小さいと、油圧ポンプ（38）の入力軸（39）が止まり、電動発電機（33）の出力軸（34）のみが回転する。一方、電動発電機（33）の軸負荷トルクが油圧ポンプ（38）の軸負荷トルクよりも大きいと、電動発電機（33）の出力軸（34）が止まり、油圧ポンプ（38）の入力軸（39）のみが回転する。そこで、制御手段（52）により、電動発電機（33）の軸負荷トルクを油圧ポンプ（38）の軸負荷トルク値前後に適宜行き来させ、差動装置（43）により油圧ポンプ（38）が希望する回転数で安定して回転するように調整する。このことで、油圧ポンプ（38）の回転数がリングギヤ（40）の回転数の２倍未満のときには、電動発電機（33）がエンジン（31）に駆動されて発電機として作動し、電動発電機（33）の回転数と油圧ポンプ（38）の回転数との和は、リングギヤ（40）の回転数の２倍となる。このことで、油圧ポンプ（38）の回転数は、リングギヤ（40）の回転数の２倍から電動発電機（33）の回転数を引いた値となる。このとき、エンジン（31）に余力があっても、そのときの油圧ポンプ（38）の軸負荷トルクと同じトルクでしか発電できないので、エンジン（31）は、定格トルク以下で運転される。油圧ポンプ（38）の軸負荷トルクが大きいほど、発電量は大きくなり、その電力は蓄電装置（35, 36）に蓄電される。 According to the above configuration, in the differential gear (43), the output shaft (32) of the engine (31), the output shaft (34) of the motor generator (33), and the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) When the motor (33) is used as a generator while the engine (31) is being driven, the power of the engine (31) is reduced by the motor generator (33 ) To the output shaft (34) or the hydraulic pump (38) input shaft (39). Therefore, when the shaft load torque of the motor generator (33) is smaller than the shaft load torque of the hydraulic pump (38), the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) stops and the output of the motor generator (33) Only the shaft (34) rotates. On the other hand, when the shaft load torque of the motor generator (33) is larger than the shaft load torque of the hydraulic pump (38), the output shaft (34) of the motor generator (33) stops and the input shaft of the hydraulic pump (38) Only (39) rotates. Therefore, the control means (52) causes the shaft load torque of the motor generator (33) to move back and forth appropriately around the shaft load torque value of the hydraulic pump (38), and the hydraulic pump (38) is desired by the differential device (43). Adjust so that it rotates stably at the number of rotations to be performed. Thus, when the rotational speed of the hydraulic pump (38) is less than twice the rotational speed of the ring gear (40), the motor generator (33) is driven by the engine (31) and operates as a generator. The sum of the rotational speed of the machine (33) and the rotational speed of the hydraulic pump (38) is twice the rotational speed of the ring gear (40). Thus, the rotational speed of the hydraulic pump (38) is a value obtained by subtracting the rotational speed of the motor generator (33) from twice the rotational speed of the ring gear (40). At this time, even if there is remaining capacity in the engine (31), power can be generated only with the same torque as the axial load torque of the hydraulic pump (38) at that time, so the engine (31) is operated below the rated torque. The greater the axial load torque of the hydraulic pump (38), the greater the amount of power generation, and the electric power is stored in the power storage devices (35, 36).
エンジン（31）を駆動しているときに、油圧ポンプ（38）の回転数をリングギヤ（40）の回転数の２倍以上とするときには、制御手段（52）により、電動発電機（33）は、電動機として機能し、その軸負荷トルクとリングギヤ（40）のトルクの和が油圧ポンプ（38）の軸負荷トルク値前後に適宜行き来させるように蓄電装置（35, 36）で蓄えられた電力を利用して逆回転される。このことで、油圧ポンプ（38）の回転数はリングギヤ（40）の回転数の２倍に電動発電機（33）の回転数（絶対値）を加えた値となる。また、エンジン（31）は、常に最も効率のよい定格運転となる。 When the rotational speed of the hydraulic pump (38) is set to more than twice the rotational speed of the ring gear (40) while the engine (31) is being driven, the motor generator (33) is controlled by the control means (52). The electric power stored in the power storage device (35, 36) functions as an electric motor so that the sum of the shaft load torque and the torque of the ring gear (40) moves back and forth appropriately around the shaft load torque value of the hydraulic pump (38). It is reverse rotated using. Thus, the rotational speed of the hydraulic pump (38) is a value obtained by adding the rotational speed (absolute value) of the motor generator (33) to twice the rotational speed of the ring gear (40). Also, the engine (31) is always the most efficient rated operation.
エンジン（31）を停止して蓄電装置（35, 36）の電力で電動発電機（33）を電動機として機能させるときには、制御手段（52）により、油圧ポンプ（38）は、逆回転する電動発電機（33）と同じ回転数、軸負荷トルクで回転される。 When the engine (31) is stopped and the motor generator (33) functions as an electric motor with the electric power of the power storage device (35, 36), the control means (52) causes the hydraulic pump (38) to rotate backward. It is rotated at the same rotational speed and axial load torque as the machine (33).
このように、制御手段（52）により、電動発電機（33）が発電機又は電動機として機能し、その回転数を制御されることで、油圧ポンプ（38）の回転数が自由に調整される。 As described above, the motor generator (33) functions as a generator or an electric motor by the control means (52), and the rotation speed thereof is controlled, so that the rotation speed of the hydraulic pump (38) is freely adjusted. .
第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記油圧ポンプ（38）は、固定容量型ポンプ（38）とする。
In the third invention, in the first or second invention,
The hydraulic pump (38) is a fixed displacement pump (38).
上記の構成によると、差動装置（43）により、油圧ポンプ（38）の回転数が自由に変更できるので、固定容量型ポンプ（38）であっても、自由に流量調整が行われる。また、固定容量型ポンプ（38）は、同容量の可変容量型ポンプに比べて構造が簡単なため、小型で安価である。 According to said structure, since the rotation speed of a hydraulic pump (38) can be changed freely with a differential gear (43), even if it is a fixed displacement pump (38), flow volume adjustment is performed freely. In addition, the fixed displacement pump (38) has a simpler structure than the variable displacement pump of the same capacity, and is therefore small and inexpensive.
第４の発明では、建設機械（1 ）は、第１乃至第３のいずれか１つの発明のパラレルハイブリッド駆動装置（50）を備えている。 In the fourth invention, the construction machine (1) includes the parallel hybrid drive device (50) of any one of the first to third inventions.
上記の構成によると、クラッチ操作を必要とせず、エンジン（31）の回転数を一定に保ったまま、小型で安価な固定容量型ポンプ（38）の回転数が自由に変更されることにより、効率よく油圧アクチュエータが使用される。 According to the above configuration, the rotational speed of the small and inexpensive fixed displacement pump (38) can be freely changed without requiring clutch operation and keeping the rotational speed of the engine (31) constant. A hydraulic actuator is used efficiently.
第５の発明では、第４の発明において、
建設機械は、油圧ショベル（1 ）とする。
In the fifth invention, in the fourth invention,
The construction machine shall be a hydraulic excavator (1).
上記の構成によると、油圧ショベル（1 ）は、クレーン車をはじめとする他の建設機械（1 ）と比較して、アクチュエータを多数搭載している上にアクチュエータの作動速度変化が頻発する。具体的には、各種シリンダの伸縮動作を頻繁に行うと共に、旋回速度が高速から低速へと頻繁に変化する。このような油圧ショベル（1 ）において、エンジン（31）の回転数を一定に保ったまま、効率のよい油圧ポンプ（38）の作動が可能であるため、作業効率が向上する。 According to the above configuration, the hydraulic excavator (1) has a large number of actuators and changes in the operating speed of the actuators more frequently than other construction machines (1) such as crane trucks. Specifically, the various cylinders frequently expand and contract, and the turning speed frequently changes from high speed to low speed. In such a hydraulic excavator (1), it is possible to operate the hydraulic pump (38) efficiently while keeping the rotation speed of the engine (31) constant, so that the working efficiency is improved.
以上説明したように、上記第１の発明によれば、油圧ポンプ（38）の入力軸（39）をクラッチを介さずに差動装置（43）を介してエンジン（31）の出力軸（32）及び電動発電機（33）の出力軸（34）に接続して回転数を容易に変更可能としている。このため、エンジン（31）の回転数が一定のままでも油圧ポンプ（38）の回転数を自由に変更することができると共に、エンジン（31）の出力軸（32）にクラッチを設けることなく、電動発電機（33）だけでも固定容量型ポンプ（38）が駆動できるパラレルハイブリッド駆動装置（50）が得られる。 As described above, according to the first invention, the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) is connected to the output shaft (32) of the engine (31) via the differential (43) without using the clutch. ) And the output shaft (34) of the motor generator (33) so that the rotational speed can be easily changed. For this reason, the rotational speed of the hydraulic pump (38) can be freely changed even if the rotational speed of the engine (31) remains constant, and without providing a clutch on the output shaft (32) of the engine (31), A parallel hybrid drive device (50) capable of driving the fixed displacement pump (38) with only the motor generator (33) is obtained.
上記第２の発明によれば、制御手段（52）により、電動発電機（33）を発電機又は電動機として機能させ、その回転数を制御することで、油圧ポンプ（38）の回転数を自由に調整している。このため、極めて効率よく油圧ポンプ（38）が駆動される。 According to the second invention, the control means (52) causes the motor generator (33) to function as a generator or an electric motor, and the number of revolutions of the hydraulic pump (38) is freely controlled by controlling the number of revolutions. It is adjusted to. For this reason, the hydraulic pump (38) is driven extremely efficiently.
上記第３の発明によれば、差動装置（43）によりポンプ（38）の回転数が自由に変更できるので、同容量の可変容量型ポンプに比べて小型で安価な定容量型ポンプを使用することができる。 According to the third aspect of the invention, since the rotational speed of the pump (38) can be freely changed by the differential device (43), a constant capacity pump that is smaller and cheaper than the variable capacity pump of the same capacity is used. can do.
上記第４の発明によれば、小型で安価な固定容量型ポンプ（38）を使用し、エンジンと電動発電機（33）とを併用して動かす建設機械（1 ）が得られる。 According to the fourth aspect of the invention, the construction machine (1) that uses the small and inexpensive fixed displacement pump (38) and moves the engine and the motor generator (33) together can be obtained.
上記第５の発明によれば、建設機械（1 ）を、アクチュエータを多数搭載し、その作動速度変化が頻発する油圧ショベル（1 ）としたことにより、エンジン（31）の回転数を一定に保ったまま、油圧ポンプ（38）を作動させることができるので、作業効率を格段に向上させることができる。 According to the fifth aspect of the invention, the construction machine (1) is a hydraulic excavator (1) equipped with a large number of actuators and frequently changes in its operating speed, so that the rotational speed of the engine (31) is kept constant. Since the hydraulic pump (38) can be operated as it is, the working efficiency can be remarkably improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
−油圧ショベルの構成−
図２は本発明の実施形態のパラレルハイブリッド駆動装置（50）を備えた建設機械としての油圧ショベル（1 ）を示す。この油圧ショベル（1 ）は、左右の走行モータ（2, 2）により走行可能な下部走行体（4 ）を備えている。走行モータ（2, 2）は、油圧モータとする。下部走行体（4 ）は、前側にドーザブレード（5 ）が、ブレードシリンダ（6 ）により起伏可能に連結されている。
-Configuration of hydraulic excavator-
FIG. 2 shows a hydraulic excavator (1) as a construction machine provided with the parallel hybrid drive device (50) according to the embodiment of the present invention. The hydraulic excavator (1) includes a lower traveling body (4) that can travel by left and right traveling motors (2, 2). The travel motor (2, 2) is a hydraulic motor. In the lower traveling body (4), a dozer blade (5) is connected to the front side of the lower traveling body (4) by a blade cylinder (6) so as to be raised and lowered.
この下部走行体（4 ）の上に上部旋回体（10）が旋回可能に載置されている。上部旋回体（10）は、油圧モータよりなる旋回モータ（11）により旋回されると共に、スイベルジョイント（12）により、両者間で電気及び油圧が伝達されるようになっている。 On the lower traveling body (4), the upper revolving body (10) is placed so as to be able to turn. The upper swing body (10) is swung by a swivel motor (11) made of a hydraulic motor, and electricity and hydraulic pressure are transmitted between the two by a swivel joint (12).
上部旋回体（10）には、アタッチメントとして、ブーム（19）が起伏可能に設けられている。ブーム（19）は、ブームシリンダ（20）を伸縮させることで起伏可能となっている。このブーム（19）には、先端にバケット（21）を有するアーム（22）がオフセット且つ揺動可能に接続されている。すなわち、ブームオフセットシリンダ（23）により、アーム（22）が水平方向にオフセット自在となり、アームシリンダ（24）により、アーム（22）が上下方向に揺動自在となっている。バケット（21）は、バケットシリンダ（25）を伸縮させることで上下方向に揺動自在に構成されている。 The upper swing body (10) is provided with a boom (19) as an attachment so as to be raised and lowered. The boom (19) can be raised and lowered by extending and retracting the boom cylinder (20). An arm (22) having a bucket (21) at the tip is connected to the boom (19) so as to be offset and swingable. That is, the boom offset cylinder (23) allows the arm (22) to be offset in the horizontal direction, and the arm cylinder (24) allows the arm (22) to swing in the vertical direction. The bucket (21) is configured to be swingable in the vertical direction by expanding and contracting the bucket cylinder (25).
図１に示すように、パラレルハイブリッド駆動装置（50）は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関よりなるエンジン（31）を備えている。このエンジン（31）の出力軸（32）には、差動装置（43）が接続されている。すなわち、エンジン（31）の出力軸（32）のドライブピニオンギヤ（44）には、リングギヤ（40）が噛み合っている。このリングギヤ（40）とデフケース（45）とが回転され、その動力は、第１サイドギヤ（41）と第２サイドギヤ（42）に噛み合うピニオンギヤ（46）に伝達される。第１サイドギヤ（41）は、発電機及び電動機の両機能を有する電動発電機（33）の出力軸（34）と連結されている。第２サイドギヤ（42）と油圧ポンプとしての固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）とが連結されている。固定容量型ポンプ（38）は、背面から見て右回りを正転とし、正転のみ行われる。エンジン（31）は、出力軸（32）から見て左回りを正転とし、正転のみ行われる。電動発電機（33）は、出力軸（34）から見て右回りを正転とし、両方に回転可能となっている。 As shown in FIG. 1, the parallel hybrid drive device (50) includes an engine (31) made of an internal combustion engine such as a diesel engine. A differential device (43) is connected to the output shaft (32) of the engine (31). That is, the ring gear (40) meshes with the drive pinion gear (44) of the output shaft (32) of the engine (31). The ring gear (40) and the differential case (45) are rotated, and the power is transmitted to the pinion gear (46) that meshes with the first side gear (41) and the second side gear (42). The first side gear (41) is connected to the output shaft (34) of the motor generator (33) having both functions of a generator and an electric motor. The second side gear (42) and the input shaft (39) of a fixed displacement pump (38) as a hydraulic pump are connected. The fixed displacement pump (38) rotates in the clockwise direction when viewed from the back, and only forward rotation is performed. The engine (31) rotates in the counterclockwise direction when viewed from the output shaft (32), and only normal rotation is performed. The motor generator (33) rotates clockwise when viewed from the output shaft (34) and can rotate in both directions.
上記電動発電機（33）には、インバータコンバータ（53）が接続されている。電動発電機（33）で発電された電力は、インバータコンバータ（53）で整流され、蓄電装置としてのキャパシタ（35）とバッテリ（36）とに蓄電されるようになっている。 An inverter converter (53) is connected to the motor generator (33). The electric power generated by the motor generator (33) is rectified by the inverter converter (53) and stored in the capacitor (35) and the battery (36) as a power storage device.
パラレルハイブリッド駆動装置（50）は、制御手段としてのコントローラ（52）を備えている。このコントローラ（52）は、エンジン（31）及び電動発電機（33）の回転数を操作して固定容量型ポンプ（38）の回転数を調整する機能を有している。 The parallel hybrid drive device (50) includes a controller (52) as control means. The controller (52) has a function of adjusting the rotational speed of the fixed displacement pump (38) by operating the rotational speeds of the engine (31) and the motor generator (33).
コントローラ（52）は、エンジン（31）を駆動しているときに、固定容量型ポンプ（38）の回転数を０以上で且つリングギヤ（40）の回転数の２倍未満とするとき、電動発電機（33）を発電機として作動させるようになっている。エンジン（31）によって、電動発電機（33）及び固定容量型ポンプ（38）が駆動されることになり、電動発電機（33）の回転数と固定容量型ポンプ（38）の回転数とを合わせた値がリングギヤ（40）の回転数の２倍となる。 When the engine (31) is driving the engine (31) and the rotational speed of the fixed displacement pump (38) is 0 or more and less than twice the rotational speed of the ring gear (40), The machine (33) is operated as a generator. The engine (31) drives the motor generator (33) and the fixed displacement pump (38), and the rotation speed of the motor generator (33) and the rotation speed of the fixed displacement pump (38) are calculated. The combined value is twice the rotational speed of the ring gear (40).
また、コントローラ（52）は、エンジン（31）を駆動しているときに、固定容量型ポンプ（38）の回転数をリングギヤ（40）の回転数の２倍以上で且つ該固定容量型ポンプ（38）の最高回転数以下とするとき、電動発電機（33）を電動機として作動させるようになっている。エンジン（31）と電動発電機（33）とで固定容量型ポンプ（38）を駆動させることになり、固定容量型ポンプ（38）の回転数は、リングギヤ（40）の回転数の２倍に電動発電機（33）の回転数を加えた値となる。 Further, the controller (52), when driving the engine (31), sets the rotational speed of the fixed displacement pump (38) to more than twice the rotational speed of the ring gear (40) and the fixed displacement pump ( The motor generator (33) is operated as an electric motor when the rotational speed is below the maximum rotational speed of 38). The fixed displacement pump (38) is driven by the engine (31) and the motor generator (33), and the rotational speed of the fixed displacement pump (38) is twice the rotational speed of the ring gear (40). The value is obtained by adding the rotation speed of the motor generator (33).
さらに、コントローラ（52）は、エンジン（31）を停止しているとき、電動発電機（33）を電動機として作動させ、その逆回転する回転数と同じ回転数で固定容量型ポンプ（38）を回転させるようになっている。 Further, the controller (52) operates the motor generator (33) as an electric motor when the engine (31) is stopped, and operates the fixed displacement pump (38) at the same rotational speed as the reverse rotational speed. It is designed to rotate.
−作動−
次に、本実施形態にかかるパラレルハイブリッド駆動装置（50）の作動について図面を用いて説明する。
-Operation-
Next, the operation of the parallel hybrid drive device (50) according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
具体例として、このパラレルハイブリッド駆動装置（50）は、５ｔｏｎ級の油圧ショベル（1 ）に用いられるものとする。固定容量型ポンプ（38）の容量（固定）は２４ｃｃ／ｒｅｖで、最大回転数５４００ｒｐｍとし、容量２４ｃｃ／ｒｅｖ×最大回転数５４００ｒｐｍのときに最大流量１３０Ｌ／ｍｉｎとなる。許容圧力は２４．５ＭＰａ、最高圧を出すために必要な入力トルクは、９３．６Ｎｍとなる（簡単のため効率１００％とする）。リングギヤ（40）の歯数とドライブピニオンギヤ（44）の歯数との比ＮＮは、３とする（ＮＮ＝３）。エンジン（31）の定格は２４００ｒｐｍ−６７Ｎｍとする。リングギヤ（40）のところで、８００ｒｐｍ−２０１Ｎｍになる。電動発電機（33）の回転数可変範囲は−５４００〜１６００ｒｐｍ（−は、逆回転を示す）とし、最大トルクは、９３．６Ｎｍである。定馬力制限は２２ｋＷとする。 As a specific example, the parallel hybrid drive device (50) is used in a 5 ton class hydraulic excavator (1). The capacity (fixed) of the fixed displacement pump (38) is 24 cc / rev, the maximum rotation speed is 5400 rpm, and the maximum flow rate is 130 L / min when the capacity is 24 cc / rev × the maximum rotation speed is 5400 rpm. The allowable pressure is 24.5 MPa, and the input torque required to produce the maximum pressure is 93.6 Nm (the efficiency is 100% for simplicity). The ratio NN between the number of teeth of the ring gear (40) and the number of teeth of the drive pinion gear (44) is 3 (NN = 3). The rating of the engine (31) is 2400 rpm-67 Nm. At the ring gear (40), it becomes 800 rpm-201 Nm. The rotational speed variable range of the motor generator (33) is -5400 to 1600 rpm (-indicates reverse rotation), and the maximum torque is 93.6 Nm. The constant horsepower limit is 22 kW.
図４に示すように、まず、ステップＳ１において、運転者が希望の作業を行うためにレバー操作を行う。 As shown in FIG. 4, first, in step S1, the driver performs a lever operation to perform a desired work.
すると、ステップＳ２において、固定容量型ポンプ（38）の運転状態を、現状からその流量を増やす又は減らす、また、その吐出圧力を上げる又は下げるのどちらに変化させるかを決める。 Then, in step S2, it is determined whether the operation state of the fixed displacement pump (38) is changed from the current state to increase or decrease the flow rate and to increase or decrease the discharge pressure.
このとき、固定容量型ポンプ（38）の流量増加は回転数の増加で、流量減少は回転数の減少で実現される。吐出圧力上昇は入力軸（39）の軸トルクの増大で、吐出圧力低下は、軸トルクの減少に置き換えられる。 At this time, an increase in the flow rate of the fixed displacement pump (38) is realized by an increase in the rotational speed, and a decrease in the flow rate is realized by a decrease in the rotational speed. The increase in discharge pressure is an increase in shaft torque of the input shaft (39), and the decrease in discharge pressure is replaced by a decrease in shaft torque.
次いで、ステップＳ４において、固定容量型ポンプ（38）が望みの運転状態に近づくように電動発電機（33）の出力軸（34）の回転数及び軸トルクを１ステップ変化させる。 Next, in step S4, the rotational speed and shaft torque of the output shaft (34) of the motor generator (33) are changed by one step so that the fixed displacement pump (38) approaches the desired operating state.
このときの制御について具体的に説明する。 The control at this time will be specifically described.
まず、ポンプ流量が少ないときについて説明する（図３の領域Ａ）。差動装置（43）でエンジン（31）の出力軸（32）と、電動発電機（33）の出力軸（34）と、固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）とが接続されているので、エンジン（31）の動力は、負荷の小さい方の電動発電機（33）の出力軸（34）と固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）に伝わる。このとき、電動発電機（33）の軸負荷トルクが固定容量型ポンプ（38）の軸負荷トルクよりも小さいと、固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）が止まり、電動発電機（33）の出力軸（34）のみが回転してしまう。一方、電動発電機（33）の軸負荷トルクが固定容量型ポンプ（38）の軸負荷トルクよりも大きいと、電動発電機（33）の出力軸（34）が止まり、固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）のみが回転する。そこで、コントローラ（52）により、電動発電機（33）の軸負荷トルクを固定容量型ポンプ（38）の軸負荷トルク値前後に適宜行き来させ、差動装置（43）により固定容量型ポンプ（38）が希望する回転数で安定して回転するように調整する。固定容量型ポンプ（38）の回転数及び軸トルクは、機構上以下の（式１）及び（式２）の関係がある。固定容量型ポンプ（38）の回転数は０〜１６００ｒｐｍで、発電機状態の電動発電機（33）の回転数も０〜１６００ｒｐｍとなる。 First, the case where the pump flow rate is small will be described (region A in FIG. 3). The differential (43) connects the output shaft (32) of the engine (31), the output shaft (34) of the motor generator (33), and the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38). Therefore, the power of the engine (31) is transmitted to the output shaft (34) of the motor generator (33) having the smaller load and the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38). At this time, if the shaft load torque of the motor generator (33) is smaller than the shaft load torque of the fixed displacement pump (38), the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38) stops and the motor generator ( Only the output shaft (34) of 33) rotates. On the other hand, when the shaft load torque of the motor generator (33) is larger than the shaft load torque of the fixed displacement pump (38), the output shaft (34) of the motor generator (33) stops and the fixed displacement pump (38 ) Only the input shaft (39) rotates. Therefore, the controller (52) causes the shaft load torque of the motor generator (33) to move back and forth appropriately around the shaft load torque value of the fixed displacement pump (38), and the differential device (43) causes the fixed displacement pump (38 ) Is adjusted so that it rotates stably at the desired number of rotations. The rotational speed and shaft torque of the fixed displacement pump (38) have the following relationships (Equation 1) and (Equation 2) on the mechanism. The rotation speed of the fixed displacement pump (38) is 0 to 1600 rpm, and the rotation speed of the motor generator (33) in the generator state is also 0 to 1600 rpm.
固定容量型ポンプ（38）の回転数＝リングギヤ（40）の回転数×２−電動発電機（33）の回転数 … （式１）
固定容量型ポンプ（38）の軸トルク＝リングギヤ（40）の出力トルク−電動発電機（33）の軸トルク … （式２）
Number of rotations of fixed displacement pump (38) = number of rotations of ring gear (40) × 2-number of rotations of motor generator (33) (Equation 1)
Shaft torque of fixed displacement pump (38) = Output torque of ring gear (40)-Shaft torque of motor generator (33) (Equation 2)
このように、固定容量型ポンプ（38）の回転数がリングギヤ（40）の回転数の２倍未満のときには、電動発電機（33）は、エンジン（31）に駆動されて発電機として作動し、エンジン（31）によって、電動発電機（33）及び固定容量型ポンプ（38）が駆動される。 Thus, when the rotational speed of the fixed displacement pump (38) is less than twice the rotational speed of the ring gear (40), the motor generator (33) is driven by the engine (31) and operates as a generator. The motor (33) and the fixed displacement pump (38) are driven by the engine (31).
このとき、エンジン（31）に余力があっても、そのときの固定容量型ポンプ（38）の軸負荷トルクと同じトルクでしか発電できないので、エンジン（31）は、常に定格トルク以下で運転される。固定容量型ポンプ（38）の軸負荷トルクが大きいほど、発電量は大きくなり、その電量は蓄電装置（35, 36）に蓄電される。 At this time, even if there is remaining capacity in the engine (31), power can be generated only with the same torque as the axial load torque of the fixed displacement pump (38) at that time, so the engine (31) is always operated below the rated torque. The The larger the shaft load torque of the fixed displacement pump (38), the larger the power generation amount, and the amount of electricity is stored in the power storage devices (35, 36).
次いで、ポンプ流量が多いときについて説明する（図３の領域Ｂ）。コントローラ（52）により、電動発電機（33）は、その軸負荷トルクとリングギヤ（40）のトルクとの和が固定容量型ポンプ（38）の軸負荷トルク値前後に適宜行き来させるように蓄電装置（35, 36）で蓄えられた電力を利用して逆回転される。固定容量型ポンプ（38）の回転数及び軸トルクは、上記（式１）及び（式２）により計算される。（式１）において、逆転する電動発電機（33）の回転数は、負の値とする。したがって、固定容量型ポンプ（38）の回転数は、リングギヤ（40）の回転数の２倍に電動発電機（33）の回転数の絶対値が加えられた値となる。固定容量型ポンプ（38）の回転数は１６００〜５４００ｒｐｍで、電動機状態の電動発電機（33）の回転数は、０〜−３８００ｒｐｍとなる。 Next, the case where the pump flow rate is high will be described (region B in FIG. 3). With the controller (52), the motor generator (33) causes the power storage device so that the sum of the shaft load torque and the torque of the ring gear (40) appropriately moves around the shaft load torque value of the fixed displacement pump (38). Reverse rotation is performed using the power stored in (35, 36). The rotation speed and shaft torque of the fixed displacement pump (38) are calculated by the above (Formula 1) and (Formula 2). In (Formula 1), the rotation speed of the motor generator (33) to be reversed is a negative value. Therefore, the rotational speed of the fixed displacement pump (38) is a value obtained by adding the absolute value of the rotational speed of the motor generator (33) to twice the rotational speed of the ring gear (40). The rotation speed of the fixed displacement pump (38) is 1600-5400 rpm, and the rotation speed of the motor generator (33) in the motor state is 0-3800 rpm.
このように、コントローラ（52）により、電動発電機（33）が発電機又は電動機として機能し、その回転数を制御されることで、固定容量型ポンプ（38）の回転数が自由に調整される。 As described above, the motor (33) functions as a generator or a motor by the controller (52), and the number of rotations thereof is controlled, so that the number of rotations of the fixed displacement pump (38) is freely adjusted. The
次いで、フローチャートの説明に戻り、ステップＳ５において、固定容量型ポンプ（38）が望み通りの流量及び吐出圧力で運転されているかが判断される。ＹＥＳのときには、ステップＳ６に進み、ＮＯのときには、ステップＳ２に戻る。 Next, returning to the description of the flowchart, in step S5, it is determined whether the fixed displacement pump (38) is being operated at a desired flow rate and discharge pressure. If yes, then continue with step S6, otherwise, return to step S2.
ステップＳ６では、エンジン（31）が、最も効率のよい定格回転数及び定格トルクである定格運転状態が維持できているかが判定される。ＹＥＳの場合には、ステップＳ８に進んで、制御が完了し、その状態で運転が継続される。ＮＯの場合には、ステップＳ７に進む。 In step S6, it is determined whether or not the engine (31) can maintain the rated operating state that is the most efficient rated speed and rated torque. In the case of YES, it progresses to step S8, control is completed, and driving | operation is continued in the state. If NO, the process proceeds to step S7.
ステップＳ７では、エンジン（31）が定格回転数に近づくように、電動発電機（33）の出力軸（34）の回転数及び軸トルクを調整する。このように、エンジン（31）の効率のよい運転を維持しながら、固定容量型ポンプ（38）の回転数が自由に調整される。次いで、ステップＳ６に戻る。 In step S7, the rotational speed and shaft torque of the output shaft (34) of the motor generator (33) are adjusted so that the engine (31) approaches the rated rotational speed. Thus, the rotation speed of the fixed displacement pump (38) is freely adjusted while maintaining an efficient operation of the engine (31). Next, the process returns to step S6.
このように、固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）は、差動装置（43）を介してエンジン（31）の出力軸（32）及び電動発電機（33）の出力軸（34）に接続されているので、その回転数は、エンジン（31）の回転数を一定としても変更が可能である。このため、固定容量型ポンプ（38）には、流量調整のための容量可変機構は必要とされず、固定容量型ポンプ（38）が使用可能である。 Thus, the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38) is connected to the output shaft (32) of the engine (31) and the output shaft (34) of the motor generator (33) via the differential (43). ), The rotational speed can be changed even if the rotational speed of the engine (31) is constant. For this reason, the fixed displacement pump (38) does not require a variable displacement mechanism for adjusting the flow rate, and the fixed displacement pump (38) can be used.
一方、エンジン（31）を停止して蓄電装置（35, 36）の電力で電動発電機（33）を電動機として機能させるときについて説明する。 On the other hand, the case where the engine (31) is stopped and the motor generator (33) functions as an electric motor with the electric power of the power storage device (35, 36) will be described.
このときには、上記ステップＳ６及びＳ７が省略される。ステップＳ４において、コントローラ（52）により、固定容量型ポンプ（38）は、電動発電機（33）と同じ回転数、軸負荷トルクで回転される。具体例としては、図３の領域Ａ及びＢの領域をカバーする。固定容量型ポンプ（38）の回転数は０〜５４００ｒｐｍで、電動機状態の電動発電機（33）の回転数は、０〜−５４００ｒｐｍとなる。なお、固定容量型ポンプ（38）に必要な軸トルクが変化したとき、電動発電機（33）の軸トルク変化の遅れ分のみリングギヤ（40）を回そうとするトルクが発生するが、トルク合致後は、このトルクはなくなるので、エンジン（31）にブレーキを設ける必要はない。 At this time, steps S6 and S7 are omitted. In step S4, the fixed displacement pump (38) is rotated by the controller (52) at the same rotation speed and axial load torque as the motor generator (33). As a specific example, the areas A and B in FIG. 3 are covered. The rotation speed of the fixed displacement pump (38) is 0 to 5400 rpm, and the rotation speed of the motor generator (33) in the motor state is 0 to -5400 rpm. Note that when the shaft torque required for the fixed displacement pump (38) changes, the torque that tries to rotate the ring gear (40) is generated only by the delay of the shaft torque change of the motor generator (33). After that, this torque disappears, so there is no need to provide a brake on the engine (31).
−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかるパラレルハイブリッド駆動装置によると、固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）を差動装置（43）を介してエンジン（31）の出力軸（32）及び電動発電機（33）の出力軸（34）に接続して回転数の容易に変更可能としている。このため、油圧ポンプ（38）の回転数を自由に変更することができると共に、エンジン（31）の出力軸（32）にクラッチを設けることなく、電動発電機（33）だけでも固定容量型ポンプ（38）が駆動できるパラレルハイブリッド駆動装置（50）が得られる。
-Effect of the embodiment-
Therefore, according to the parallel hybrid drive device of the present embodiment, the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38) is connected to the output shaft (32) of the engine (31) and the motor generator via the differential device (43). It is connected to the output shaft (34) of the machine (33) so that the rotation speed can be easily changed. For this reason, the rotational speed of the hydraulic pump (38) can be freely changed, and a fixed displacement pump can be used with only the motor generator (33) without providing a clutch on the output shaft (32) of the engine (31). A parallel hybrid drive device (50) capable of driving (38) is obtained.
コントローラ（52）により、電動発電機（33）を発電機又は電動機として機能させ、その回転数を制御することで、固定容量型ポンプ（38）の回転数を自由に調整している。このため、極めて効率よく固定容量型ポンプ（38）を駆動することができる。 The controller (52) causes the motor generator (33) to function as a generator or an electric motor, and the rotational speed of the motor is controlled to freely adjust the rotational speed of the fixed displacement pump (38). For this reason, the fixed displacement pump (38) can be driven extremely efficiently.
差動装置（43）により固定容量型ポンプ（38）の回転数が自由に変更できるので、同容量の可変容量型ポンプに比べて小型で安価な固定容量型ポンプを使用することができる。 Since the number of rotations of the fixed displacement pump (38) can be freely changed by the differential device (43), a fixed displacement pump that is smaller and less expensive than the variable displacement pump of the same displacement can be used.
小型で安価な固定容量型ポンプ（38）を使用した、電動発電機（33）でエンジン（31）の出力調整をする燃費のよい油圧ショベル（1 ）が得られる。このことは、アクチュエータを多数搭載し、その作動速度変化が頻発する油圧ショベル（1 ）において、作業効率の向上が顕著である。 A hydraulic excavator (1) with good fuel efficiency, in which the output of the engine (31) is adjusted by a motor generator (33) using a small and inexpensive fixed displacement pump (38), can be obtained. This is a remarkable improvement in working efficiency in the hydraulic excavator (1) in which a large number of actuators are mounted and the operation speed changes frequently.
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
(Other embodiments)
The present invention may be configured as follows with respect to the above embodiment.
すなわち、上記実施形態では、差動装置（43）において、リングギヤ（40）とエンジン（31）の出力軸（32）とが噛み合い、第１サイドギヤ（41）と電動発電機（33）の出力軸（34）とが連結され、第２サイドギヤ（42）と固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）とが連結されるようにしているが、図５に示すように、リングギヤ（40）と固定容量型ポンプ（38）の入力軸（39）とが噛み合い、第１サイドギヤ（41）とエンジン（31）の出力軸（32）とが連結され、第２サイドギヤ（42）と電動発電機（33）の出力軸（34）とが連結されるようにしてもよい。この場合にも、コントローラ（52）の制御により、エンジン（31）の回転数に制限されず、固定容量型ポンプ（38）の回転数の調整が可能である。 That is, in the above embodiment, in the differential gear (43), the ring gear (40) and the output shaft (32) of the engine (31) mesh with each other, and the first side gear (41) and the output shaft of the motor generator (33). (34) is connected, and the second side gear (42) and the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38) are connected, but as shown in FIG. 5, the ring gear (40) And the input shaft (39) of the fixed displacement pump (38) mesh with each other, the first side gear (41) and the output shaft (32) of the engine (31) are connected, and the second side gear (42) and the motor generator The output shaft (34) of (33) may be coupled. Also in this case, the rotation speed of the fixed displacement pump (38) can be adjusted by the control of the controller (52) without being limited to the rotation speed of the engine (31).
固定容量型ポンプでできることは全て可変容量ポンプでも実現できるので、本発明は固定容量ポンプに限定されず、可変容量ポンプを用いてもよい。 Since everything that can be achieved with a fixed displacement pump can be realized with a variable displacement pump, the present invention is not limited to a fixed displacement pump, and a variable displacement pump may be used.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or a use.
以上説明したように、本発明は、油圧ショベルのような建設機械に使用されるパラレルハイブリッド駆動装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a parallel hybrid drive device used in a construction machine such as a hydraulic excavator.
３１ エンジン
３２ 出力軸
３３ 電動発電機
３４ 出力軸
３５ キャパシタ（蓄電装置）
３６ バッテリ（蓄電装置）
３８ 固定容量型ポンプ（油圧ポンプ）
３９ 入力軸
４０ 第１軸
４１ 第２軸
４２ 第３軸
４３ 差動装置
５０ パラレルハイブリッド駆動装置
５２ コントローラ（制御手段）
31
36 battery (power storage device)
38 Fixed displacement pump (hydraulic pump)
39
Claims (5)
リングギヤ（40）と上記エンジン（31）の出力軸（32）とが噛み合い、第１サイドギヤ（41）と上記電動発電機（33）の出力軸（34）とが連結され、第２サイドギヤ（42）と上記油圧ポンプ（38）の入力軸（39）とがクラッチを介さずに連結される差動装置（43）と、
上記エンジン（31）及び上記電動発電機（33）の回転数を操作して上記油圧ポンプ（38）の回転数を調整する制御手段（52）とを備え、
上記制御手段（52）は、上記エンジン（31）の回転数が一定のままで上記油圧ポンプ（38）の回転数を調整可能に構成されている
ことを特徴とするパラレルハイブリッド駆動装置。 An engine (31), a motor generator (33) having both functions of a generator and a motor, a power storage device (35, 36) electrically connected to the motor generator (33), and a hydraulic pump (38 ) In a parallel hybrid drive device (50)
The ring gear (40) meshes with the output shaft (32) of the engine (31), the first side gear (41) and the output shaft (34) of the motor generator (33) are connected, and the second side gear (42 ) And the input shaft (39) of the hydraulic pump (38) are coupled without a clutch, (43)
Control means (52) for adjusting the rotational speed of the hydraulic pump (38) by operating the rotational speed of the engine (31) and the motor generator (33) ;
The parallel hybrid drive apparatus, wherein the control means (52) is configured to be able to adjust the rotational speed of the hydraulic pump (38) while the rotational speed of the engine (31) remains constant .
上記制御手段（52）は、
上記エンジン（31）を駆動しているときであって、
上記油圧ポンプ（38）の回転数を０以上で且つ上記リングギヤ（40）の回転数の２倍未満とするとき、上記電動発電機（33）を発電機として作動させ、上記油圧ポンプ（38）の回転数を上記リングギヤ（40）の回転数の２倍から上記電動発電機（33）の回転数を引いた値とし、
上記油圧ポンプ（38）の回転数を上記リングギヤ（40）の回転数の２倍以上で且つ該油圧ポンプ（38）の最高回転数以下とするとき、上記電動発電機（33）を電動機として作動させ、上記油圧ポンプ（38）の回転数を上記リングギヤ（40）の回転数の２倍に逆転する上記電動発電機（33）の回転数を加えた値とし、
上記エンジン（31）を停止しているとき、上記電動発電機（33）を電動機として作動させ、その逆回転する回転数と同じ回転数で上記油圧ポンプ（38）を回転させる
ことを特徴とするパラレルハイブリッド駆動装置。 The parallel hybrid drive device according to claim 1,
The control means (52)
When driving the engine (31),
When the rotational speed of the hydraulic pump (38) is 0 or more and less than twice the rotational speed of the ring gear (40), the motor generator (33) is operated as a generator, and the hydraulic pump (38) Is the value obtained by subtracting the rotational speed of the motor generator (33) from twice the rotational speed of the ring gear (40),
When the rotational speed of the hydraulic pump (38) is at least twice the rotational speed of the ring gear (40) and below the maximum rotational speed of the hydraulic pump (38), the motor generator (33) is operated as an electric motor. And the value obtained by adding the rotational speed of the motor generator (33) that reverses the rotational speed of the hydraulic pump (38) to twice the rotational speed of the ring gear (40),
When the engine (31) is stopped, the motor generator (33) is operated as an electric motor, and the hydraulic pump (38) is rotated at the same rotational speed as the reverse rotational speed. Parallel hybrid drive device.
上記油圧ポンプ（38）は、固定容量型ポンプ（38）である
ことを特徴とするパラレルハイブリッド駆動装置。 In the parallel hybrid drive device according to claim 2,
The parallel hybrid drive device, wherein the hydraulic pump (38) is a fixed displacement pump (38).
ことを特徴とする建設機械。 A construction machine comprising the parallel hybrid drive device (50) according to claim 2.
ことを特徴とする請求項４に記載の建設機械。 The construction machine according to claim 4, wherein the construction machine is a hydraulic excavator (1).
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