作业车辆和作业车辆的充电控制方法技术领域
本发明涉及作业车辆和作业车辆的充电控制方法。
背景技术
作为轮式装载机等作业车辆，公知的是具有液力变矩器和多级式变速装
置的动力传递装置(以下，称为“液力变矩器式的变速装置”)。另一方面，
近年来，作为代替液力变矩器式的变速装置的动力传递装置，公知的是HMT
(液压-机械式变速装置)和EMT(电气-机械式变速装置)。
如专利文献1所示，HMT具有齿轮机构和与齿轮机构的旋转元件连接的
马达，将来自发动机的驱动力的一部分变换为液压而传递到行驶装置，并且
将驱动力的其余部分机械地传递到行驶装置。
EMT例如具有行星齿轮机构、电动马达，从而能够进行无级变速。行星
齿轮机构的太阳齿轮、行星齿轮架、环形齿轮这三种元件中的第一元件与输
入轴连结，第二元件与输出轴连结。另外，第三元件与电动马达连结。电动
马达根据作业车辆的行驶状况，作为马达和发电机中任一种发挥作用。在EMT
中，根据该电动马达的旋转速度变化，而使输出轴的旋转速度无级变化。
另外，在HMT中，代替EMT中的电动马达，而使用液压马达。液压马
达根据作业车辆的行驶状况，而作为马达和泵中的任一种发挥作用。与EMT
同样地，在HMT中，根据该液压马达的旋转速度比变化，而使输出轴相对于
输入轴的旋转速度比无级变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2006-329244号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在搭载有上述EMT、HMT等的混合动力车辆所具有的动力传递装置中，
根据发动机、马达/发电机、行星齿轮机构与输出轴的位置关系，具有串联式、
并联式、混联式的动力传递装置。另外，混联式包括：输入混联式、输出混
联方式、并列混联式。输入混联式的动力传递装置在变速装置的输入轴(发
动机的输出轴)侧具有一个行星齿轮机构。输出混联式的动力传递装置在变
速装置的输出轴(车轴)侧具有一个行星齿轮机构。并列混联式的动力传递
装置在变速装置的输入轴侧和输出轴侧的双方具有两个以上行星齿轮机构。
搭载EMT的车辆为了驱动电动马达而搭载电池、电容器。并且，在空档
状态、切断状态(通过将钥匙向关闭旋转而使发动机停止的状态)待机时，
由于电池、电容器的电力自然放电的影响等，会比通常的蓄电量低。在蓄电
量降低的状态，在档杆切换为F或者R而启动时，该车辆通过使发动机的驱
动而使作为发电机发挥作用的马达旋转，而进行用于返回通常蓄电量的充电。
其结果是，该车辆在加速时会利用发动机的驱动力进行充电，而使加速恶化。
因此，优选在停止时或不需要加速的空档状态下，在蓄电量低时，适当地进
行电池、电容器的充电。在此，串联方式、并联方式、输出混联式的车辆能
够不经由行星齿轮机构而将发动机的输出轴与马达/发电机的旋转轴连接起
来，因此利用发动机的旋转使发电机旋转，而能够容易地对混合动力车辆的
电池等进行充电。但是，由于输入混联式、并联混联式的车辆经由行星齿轮
机构将发动机的输出轴与马达/发电机的旋转轴连接起来，因此如果不调节行
星齿轮机构的旋转元件的一部分，则不能够进行所希望的充电。因此，在停
止时、空档状态时对输入混联式、并联混联式的车辆进行充电比其他方式的
车辆困难。
本发明的课题在于提供一种作业车辆和作业车辆的充电控制方法，即使
该作业车辆为搭载有经由行星齿轮机构将发动机的输出轴与马达/发电机的旋
转轴连接起来的动力传递装置的作业车辆，也能够进行充电。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的第一方式的作业车辆具有：发动机、液压泵、工作装置、行驶
装置、动力传递装置、控制部、能量储存部。液压泵被发动机驱动。工作装
置被从液压泵排出的工作油驱动。行驶装置被发动机驱动。动力传递装置将
来自发动机的驱动力传递到行驶装置。动力传递装置具有输入轴、输出轴、
齿轮机构、能量生成用马达、第一离合器和固定部件。齿轮机构包括行星齿
轮机构，将输入轴的旋转传递到输出轴。行星齿轮机构包括互不相同的第一
旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件。第一离合器设置于发动机与第一
旋转元件之间的动力传递路径。固定部件使第二旋转元件固定或者释放。能
量生成用马达与第三旋转元件连接。在动力传递装置中，通过使能量生成用
马达的旋转速度发生变化，而使输出轴相对于输入轴的旋转速度比发生变化。
能量储存部存储有在能量生成用马达产生的能量。控制部控制动力传递装置。
控制部包括调节第一离合器的两个旋转轴的旋转速度的旋转速度调节部。控
制部利用固定部件固定第二旋转元件，利用旋转速度调节部使第一离合器的
两个旋转轴的旋转速度接近而使第一离合器卡合，通过利用发动机的驱动力
使能量生成用马达旋转，而将能量存储于能量储存部。
优选旋转速度调节部在存储于能量储存部的能量为规定的第一量以下的
情况下，通过一边使第一离合器滑动一边卡合，来使第一离合器的两个旋转
轴的旋转速度接近。
优选第一离合器的一方的旋转轴是与发动机的输出轴连接的离合器输入
轴，第一离合器的另一方的旋转轴是经由能量生成用马达的输出轴与行星齿
轮机构的第二旋转元件连接的离合器输出轴，旋转速度调节部在存储于能量
储存部的能量比规定的第一量大的情况下，对于马达进行控制，以使离合器
输出轴的旋转速度接近离合器输入轴的旋转速度。
优选固定部件包括用于对输出轴进行制动的驻车制动器。控制部在存储
于能量储存部的能量为规定的第二量以下时，通过使驻车制动器动作来固定
第二旋转元件。
固定部件也可以包括与第二旋转元件连接的连接马达。也可以使控制部
在存储于能量储存部的能量比规定的第二量大时，对连接马达进行控制，以
使连接马达的旋转速度为0，从而固定第二旋转元件。
优选控制部在存储于能量储存部的能量比规定的第三量大的情况下，在
能量储存部存储有能量时，利用存储于能量储存部的能量驱动能量生成用马
达，以使在妨碍发动机的驱动力所产生的旋转的方向上产生扭矩。
优选能量储存部是电容器。
优选控制部在使第一离合器卡合后，使发动机的旋转速度增大。
本发明的第二方式的作业车辆的控制方法为以下所述的作业车辆的控制
方法。该作业车辆具有：发动机、液压泵、工作装置、行驶装置、动力传递
装置、控制部、能量储存部。液压泵被发动机驱动。工作装置被从液压泵排
出的工作油驱动。行驶装置被发动机驱动。动力传递装置将来自发动机的驱
动力传递到行驶装置。动力传递装置具有输入轴、输出轴、齿轮机构、能量
生成用马达、第一离合器和固定部件。齿轮机构包括行星齿轮机构，将输入
轴的旋转传递到输出轴。行星齿轮机构包括互不相同的第一旋转元件、第二
旋转元件和第三旋转元件。第一离合器设置于发动机与第一旋转元件之间的
动力传递路径。固定部件使第二旋转元件固定或者释放。能量生成用马达与
第三旋转元件连接。在动力传递装置中，通过使能量生成用马达的旋转速度
发生变化，而使输出轴相对于输入轴的旋转速度比发生变化。该控制方法包
括：利用固定部件固定第二旋转元件的步骤；使第一离合器的两个旋转轴的
旋转速度接近而使第一离合器卡合的步骤；通过利用发动机的驱动力使能量
生成用马达旋转而将能量存储于能量储存部的步骤。
发明的效果
在本发明的作业车辆和作业车辆的控制方法中，固定行星齿轮机构的第
二旋转元件，使第一离合器的两个旋转轴的旋转速度接近而使第一离合器卡
合，通过利用发动机的驱动力使能量生成用马达旋转而将能量存储于能量储
存部。由此，能够提供一种即使在具有经由行星齿轮机构而将发动机的输出
轴和马达/发电机的旋转轴连接起来的动力传递装置的作业车辆中，也能够进
行充电的作业车辆和作业车辆的控制方法。
附图说明
图1是作业车辆的侧视图。
图2是表示作业车辆的结构的示意图。
图3是表示第一实施方式的动力传递装置的结构的示意图。
图4是表示变频器的具体内部结构的图。
图5A是表示第一实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
图5B是表示第一实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
图5C是表示第一实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
图6是表示变频器在电容器充电时所进行的具体动作的流程图。
图7是表示第二实施方式的动力传递装置的结构的示意图。
图8是表示第二实施方式的动力传递装置的简要动作的流程图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施
方式的作业车辆1的侧视图。如图1所示，作业车辆1具有：车架2、工作装
置3、行驶轮4、5、驾驶室6。作业车辆1为轮式装载机，通过使行驶轮4、
5旋转驱动而行驶。作业车辆1能够利用工作装置3进行挖掘等作业。
车架2具有前架16、后架17。前架16和后架17安装为能够相互向左右
方向倾转。在前架16上安装有工作装置3和行驶轮4、5。工作装置3被来自
后述工作装置泵23(参照图2)的工作油驱动。工作装置3具有大臂11和铲
斗12。大臂11安装在车架2上。工作装置3具有提升缸13和铲斗缸14。提
升缸13和铲斗缸14是液压缸。提升缸13的一端安装在前架16上。提升缸
13的另一端安装在大臂11上。提升缸13利用来自工作装置泵23的工作油伸
缩，而使大臂11上下摆动。铲斗12安装在大臂11的前端。铲斗缸14的一
端安装在车架2上。铲斗缸14的另一端经由曲拐15安装在铲斗12上。铲斗
缸14利用来自工作装置泵23的工作油伸缩，而使铲斗12上下摆动。
在后架17上安装有驾驶室6和行驶轮5。驾驶室6搭载在车架2上。在
驾驶室6内配置有供操作人员乘坐的座椅、后述操作装置等。
作业车辆1具有转向缸18。转向缸18安装在前架16、后架17上。转向
缸18是液压缸。转向缸18利用来自后述转向泵28的工作油伸缩，而使作业
车辆1的行进方向左右改变。
图2是表示本发明的实施方式的作业车辆1的结构的示意图。如图2所
示，作业车辆1具有：发动机21、PTO22、动力传递装置24、行驶装置25、
操作装置26、控制部27等。
发动机21例如是柴油发动机。通过调节向发动机21的气缸内喷射的燃
料量来控制发动机21的输出。通过控制部27控制安装在发动机21上的燃料
喷射装置21a来进行燃料量的调节。作业车辆1具有发动机旋转速度检测部
31。发动机旋转速度检测部31检测发动机旋转速度，将表示发动机旋转速度
的检测信号向控制部27发送。
作业车辆1也可以具有工作装置泵23、转向泵28、变速器泵29。工作装
置泵23、转向泵28、变速器泵29为液压泵。PTO22将来自发动机21的驱动
力的一部分传递到这些液压泵23、28、29。即，PTO22将来自发动机21的
驱动力分配到这些液压泵23、28、29、动力传递装置24。
工作装置泵23利用来自发动机21的驱动力驱动。从工作装置泵23排出
的工作油经由工作装置控制阀41供给到上述提升缸13和铲斗缸14。作业车
辆1具有工作装置泵压检测部32。工作装置泵压检测部32检测来自工作装置
泵23的工作油的排出压力(以下，称为“工作装置泵压”)，将表示工作装
置泵压力的检测信号向控制部27发送。
工作装置泵23是可变排量型的液压泵。通过改变工作装置泵23的斜盘
或者斜轴的倾转角，来改变工作装置泵23的排量。第一容量控制装置42与
工作装置泵23连接。第一容量控制装置42被控制部27控制，来改变工作装
置泵23的倾转角。由此，工作装置泵23的排量被控制部27控制。例如，第
一容量控制装置42调节工作装置泵23的倾转角，以使工作装置控制阀41的
前后的压差保持一定。另外，第一容量控制装置42根据来自控制部27的指
令信号，能够任意改变工作装置泵23的倾转角。具体而言，第一容量控制装
置42包括未图示的第一阀、第二阀。在利用上述工作装置控制阀41改变向
工作装置3供给的工作油时，根据工作装置控制阀41的开度的改变，而在工
作装置泵23的排出压与工作装置控制阀41的通过后的压力之间产生压差。
第一阀通过被控制部27控制，即使工作装置3的负荷变动，通过调节工作装
置泵23的倾转角也能够使工作装置控制阀41前后的压差保持一定。另外，
第二阀被控制部27控制，从而能够进一步改变工作装置泵23的倾转角。作
业车辆1具有第一倾转角检测部33。第一倾转角检测部33检测工作装置泵
23的倾转角，而将表示倾转角的检测信号向控制部27发送。
转向泵28被来自发动机21的驱动力驱动。从转向泵28排出的工作油经
由转向控制阀43供给到上述转向缸18。作业车辆1具有转向泵压检测部35。
转向泵压检测部35检测来自转向泵28的工作油的排出压力(以下，称为“转
向泵压力”)，将表示转向泵压力的检测信号向控制部27发送。
转向泵28是可变排量型的液压泵。通过改变转向泵28的斜盘或者斜轴
的倾转角，来改变转向泵28的排量。第二容量控制装置44与转向泵28连接。
第二容量控制装置44被控制部27控制，来改变转向泵28的倾转角。由此，
转向泵28的排量被控制部27控制。作业车辆1具有第二倾转角检测部34。
第二倾转角检测部34检测转向泵28的倾转角，将表示倾转角的检测信号向
控制部27发送。
变速器泵29被来自发动机21的驱动力驱动。变速器泵29是固定容量型
的液压泵。从变速器泵29排出的工作油经由后述离合器控制阀VF、VR、VL、
VH供给到动力传递装置24的离合器CF、CR、CL、CH。变速器泵压检测部
36检测来自变速器泵29的工作油的排出压(以下，称为“变速器泵压力”)，
将表示变速器泵压的检测信号向控制部27发送。
PTO22将来自发动机21的驱动力的一部分传递到动力传递装置24。动
力传递装置24将来自发动机21的驱动力传递到行驶装置25。动力传递装置
24对来自发动机21的驱动力进行变速而输出。动力传递装置24的结构将在
后文具体说明。
行驶装置25具有车轴45、行驶轮4、5。行驶装置25被发动机21驱动。
车轴45将来自动力传递装置24的驱动力传递到行驶轮4、5。由此，行驶轮
4、5旋转。作业车辆1具有输出旋转速度检测部37、输入旋转速度检测部38。
输出旋转速度检测部37检测动力传递装置24的输出轴63的旋转速度(以下，
称为“输出旋转速度”)。输出旋转速度与车速对应，因此输出旋转速度检
测部37通过检测输出旋转速度来检测行驶装置25的车速。输入旋转速度检
测部38检测动力传递装置24的输入轴61的旋转速度(以下，称为“输入旋
转速度”)。输出旋转速度检测部37将表示输出旋转速度的检测信号发送到
控制部27。输入旋转速度检测部38将表示输入旋转速度的检测信号发送到控
制部27。
需要说明的是，可以代替输出旋转速度检测部37、输入旋转速度检测部
38，而另外设置检测动力传递装置24的内部的旋转部件的旋转速度而发送到
控制部27的旋转速度检测部，控制部27根据该旋转部件的旋转速度计算输
入旋转速度、输出旋转速度。
操作装置26由操作人员操作。操作装置26具有：制动操作装置50、加
速踏板操作装置51、工作装置操作装置52、前进后退切换操作装置54、转向
操作装置57。需要说明的是，操作装置26还可以具有变速操作装置53。
加速踏板操作装置51具有加速踏板操作部件51a、加速踏板操作检测部
51b。为了设定发动机21的目标旋转速度而对加速踏板操作部件51a进行操
作。加速踏板操作检测部51b检测加速踏板操作装置51的操作量(以下，称
为“加速踏板操作量”)。加速踏板操作检测部51b将表示加速踏板操作量
的检测信号向控制部27发送。
工作装置操作装置52具有工作装置操作部件52a、工作装置操作检测部
52b。为使工作装置3动作而对工作装置操作部件52a进行操作。工作装置操
作检测部52b检测工作装置操作部件52a的位置。工作装置操作检测部52b
将表示工作装置操作部件52a的位置的检测信号发送到控制部27。
变速操作装置53具有：变速操作部件53a、变速操作检测部53b。操作
人员通过操作变速操作部件53a，而能够选择动力传递装置24的变速模式。
变速操作检测部53b检测变速操作部件53a的位置。变速操作检测部53b将
表示变速操作部件53a的位置的检测信号输出到控制部27。
前进后退切换操作装置54具有前进后退切换操作部件54a、前进后退切
换操作检测部54b。在以下说明中，将前进后退切换操作装置54称为FR操
作装置54，将前进后退切换操作部件54a称为FR操作部件54a，将前进后退
切换操作检测部54b称为FR操作检测部54b。FR操作装置54选择性地在前
进位置(F)、空档位置(N)、后退位置(R)之间进行切换。FR操作检测
部54b检测FR操作部件54a的位置。FR操作检测部54b将表示FR操作部
件54a的位置的检测信号输出到控制部27。
转向操作装置57具有转向操作部件57a。转向操作装置57通过基于转向
操作部件57a的操作将先导液压供给到转向控制阀43，来驱动转向控制阀43。
操作人员通过操作转向操作部件57a，而能够使作业车辆1的行进方向向左右
变更。需要说明的是，转向操作装置57也可以将转向操作部件57a的操作转
换为电信号来驱动转向控制阀43。
制动操作装置50具有制动操作部件50a、制动操作检测部50b。操作人
员通过操作制动操作部件50a，而使制动装置动作，对作业车辆1产生制动力。
制动操作检测部50b检测制动操作部件50a的位置。制动操作检测部50b将
表示制动操作部件50a的位置的检测信号输出到控制部27。制动操作部件50a
还包括用于使后述驻车制动器PB动作而操作的驻车制动器操作部件。驻车制
动器操作部件例如是驻车开关或者驻车档杆，由操作人员操作。驻车制动器
PB基于驻车制动器操作部件的操作将先导液压供给到驻车制动器控制阀
VB，来驱动驻车制动器控制阀VB。在操作驻车制动器操作部件时，操作信
号输出到控制部27。
控制部27具有CPU等运算装置、RAM和ROM等存储器，进行用于控
制作业车辆1的各种处理。另外，控制部27具有用于控制动力传递装置24
的马达控制部55和离合器控制部58，用于操作制动操作装置50的制动控制
部59以及存储部56。动力传递装置24的控制将在后文具体说明。存储部56
存储有用于控制作业车辆1的各种程序和数据。
控制部27将表示指令节流阀值的指令信号发送到燃料喷射装置21a，以
获得与加速踏板操作量对应的发动机21的目标旋转速度。控制部27基于来
自工作装置操作检测部52b的检测信号来控制工作装置控制阀41，从而控制
供给到液压缸13、14的液压。由此，液压缸13、14伸缩，而使工作装置3
动作。
接下来，具体说明动力传递装置24的结构。图3是表示动力传递装置24
的结构的示意图。如图3所示，动力传递装置24具有：输入轴61、齿轮机构
62、输出轴63、第一马达MG1、第二马达MG2、电容器64。在动力传递装
置24中，通过使第一马达MG1或者第二马达MG2的旋转速度变化，而使输
出轴63相对于输入轴61的旋转速度比变化。输入轴61与上述PTO22连接。
来自发动机21的旋转经由PTO22输入输入轴61。即，输入轴61与发动机的
输出轴连接。齿轮机构62将输入轴61的旋转传递到输出轴63。输出轴63
与上述行驶装置25连接，来自齿轮机构62的旋转传递到上述行驶装置25。
齿轮机构62是传递来自发动机21的驱动力的机构。在利用齿轮机构62
使第一马达MG1或者第二马达MG2的旋转速度变化时，输出轴63相对于输
入轴61的速度比发生变化。齿轮机构62具有FR切换机构65、变速机构66。
FR切换机构65具有：F离合器CF、R离合器CR、F离合器输出轴61f、
R离合器输出轴61r、第一F离合器齿轮Gf1、第二F离合器齿轮Gf2、第一
R离合器齿轮Gr1、第二R离合器齿轮Gr2、第三R离合器齿轮Gr3。F离合
器CF连接或者切断F离合器输出轴61f与输入轴61(F离合器输入轴)。R
离合器CR连接或者切断R离合器输出轴61r与输入轴61(R离合器输入轴)。
第一F离合器齿轮Gf1与F离合器输出轴61f连接。第一R离合器齿轮Gr1
与R离合器输出轴61r连接。第二F离合器齿轮Gf2与传递轴67连结，并与
第一F离合器齿轮Gf1啮合。第三R离合器齿轮Gr3与传递轴67连结，并
与第二R离合器齿轮Gr2啮合。第二R离合器齿轮Gr2与第一R离合器齿轮
Gr1和第三R离合器齿轮Gr3啮合。第二F离合器齿轮Gf2和第三R离合器
齿轮Gr3经由后述传递轴67，第一太阳齿轮S1、第一行星齿轮P1、第一环
形齿轮R1和第一环形外周齿轮Go1与第二马达MG2的输出轴连接。即，F
离合器输出轴61f和R离合器输出轴61r经由第一行星齿轮机构的至少一个
旋转元件与第二马达MG2的输出轴连接。
图3所示的第一、第二F离合器齿轮Gf1、Gf2、第一～第三R离合器齿
轮Gr1～Gr3仅为一例，只要F离合器CF连接情况的传递轴67的旋转方向与
R离合器CF连接情况的传递轴67的旋转方向相互相反，也可以是任意结构。
F离合器CF和R离合器CR为液压式离合器，来自变速器泵29的工作
油供给到各离合器CF、CR。向F离合器CF输送的工作油由F离合器控制阀
VF控制。向R离合器CR输送的工作油由R离合器控制阀VR控制。各离合
器控制阀VF、VR利用来自离合器控制部58的指令信号控制。通过切换F
离合器CF的接通(连接)/断开(切断)和R离合器CR的接通(连接)/断
开(切断)，来切换从FR切换机构65输出的旋转的方向。即，F离合器CF
与使行驶装置25向前进方向驱动的齿轮机构62(具体而言，第一F离合器齿
轮Gf1)连接。R离合器CR与使行驶装置25向后退方向驱动的齿轮机构62
(具体而言，第一R离合器齿轮Gr1)连接。
变速机构66具有：传递轴67、第一行星齿轮机构68、第二行星齿轮机
构69、Hi/Lo切换机构70、输出齿轮71。传递轴67与FR切换机构65连结。
第一行星齿轮机构68具有支撑第一太阳齿轮S1、多个第一行星齿轮P1、
多个第一行星齿轮P1的第一行星齿轮架C1、第一环形齿轮R1。第一太阳齿
轮S1与传递轴67连结。在此，为了便于说明，将经由FR切换机构65与发
动机21连接的第一行星齿轮机构68的旋转元件称为第一旋转元件。即，第
一太阳齿轮S1相当于第一旋转元件。多个第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮
S1啮合，并能够旋转地支撑于第一行星齿轮架C1。在第一行星齿轮架C1的
外周部设置有第一行星齿轮架齿轮Gc1。第一环形齿轮R1与多个第一行星齿
轮P1啮合并且能够旋转。另外，在第一环形齿轮R1的外周设置有第一环形
外周齿轮Go1。
第二行星齿轮机构69具有支撑第二太阳齿轮S2、多个第二行星齿轮P2、
多个第二行星齿轮P2的第二行星齿轮架C2、第二环形齿轮R2。第二太阳齿
轮S2与第一行星齿轮架C1连结。多个第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2
啮合，并能够旋转地支撑于第二行星齿轮架C2。第二环形齿轮R2与多个第
二行星齿轮P2啮合，并能够旋转。在第二环形齿轮R2的外周设置有第二环
形外周齿轮Go2。第二环形外周齿轮Go2与输出齿轮71啮合，第二环形齿轮
R2的旋转经由输出齿轮71输出到输出轴63。在此，为了便于说明，将第二
行星齿轮机构69的旋转元件中的、不经由离合器而利用行星齿轮架与第一行
星齿轮机构68的旋转元件直接连接的旋转元件称为第四旋转元件。即，第二
太阳齿轮S2相当于第四旋转元件。另外，与输出轴63连接的第二行星齿轮
机构69的旋转元件称为第六旋转元件。即，第二环形齿轮R2相当于第六旋
转元件。
Hi/Lo切换机构70是用于将动力传递装置24的驱动力传递路径选择性地
在第一模式与第二模式间切换的机构。在本实施方式中，第一模式是在速度
比低的情况下选择的Lo模式，第二模式是在速度比高的情况下选择的Hi模
式。该Hi/Lo切换机构70具有在Hi模式时接通的H离合器CH、在Lo模式
时接通的L离合器CL。H离合器CH连接或切断第一环形齿轮R1与第二行
星齿轮架C2。另外，L离合器CL连接或者切断第二行星齿轮架C2与固定端
72，而禁止或允许第二行星齿轮架C2的旋转。在此，为了便于说明，将与L
离合器CL和H离合器CH连接的第二行星齿轮机构69的旋转元件称为第五
旋转元件。因此，第二行星齿轮架C2相当于第五旋转元件。
H离合器CH构成为通过连接第一环形齿轮R1与第二行星齿轮架C2而
能够限制第二行星齿轮架C2(第五旋转元件)的移动，或者通过切断连接而
能够解除第二行星齿轮架C2(第五旋转元件)的移动的限制。另外，L离合
器CL构成为能够固定第二行星齿轮架C2(第五旋转元件)，或者释放第二
行星齿轮架C2(第五旋转元件)。换言之，L离合器CL构成为通过连接第
二行星齿轮架C2与固定端72而能够限制第二行星齿轮架C2(第五旋转元件)
的移动，或者通过切断该连接而能够解除第二行星齿轮架C2(第五旋转元件)
的移动的限制。这样，在本实施方式中，将构成为能够限制第五旋转元件的
移动或者能够解除第五旋转元件的移动的限制的部件称为旋转元件固定部
件。根据该定义，H离合器CH和L离合器CL为旋转元件固定部件。
需要说明的是，在H离合器CH切断，L离合器CL连接时，由于第二行
星齿轮架C2固定，因此第二行星齿轮机构69进行与减速比一定的所谓的减
速机构同等的动作。因此，第二行星齿轮机构69没有无级变速的作用。因此，
在Lo模式中，动力传递装置24为输入混联式。另一方面，在L离合器CL
切断，H离合器CH连接时，由于第一环形齿轮R1与第二行星齿轮架C2连
接，因此第一行星齿轮机构68和第二行星齿轮机构69具有无级变速的作用。
因此，在Hi模式中，动力传递装置24为并联混联式。
需要说明的是，各离合器CH、CL为液压式离合器，来自变速器泵29的
工作油分别供给到各离合器CH、CL。向H离合器CH输送的工作油被H离
合器控制阀VH控制。向L离合器CL输送的工作油利用L离合器控制阀VL
控制。各离合器控制阀VH、VL被来自离合器控制部58的指令信号控制。
第一马达MG1和第二马达MG2作为利用电能产生驱动力的驱动马达发
挥作用。另外，第一马达MG1和第二马达MG2作为利用输入的驱动力产生
电能的发电机发挥作用(在以下说明中，将如上所述的马达称为能量生成用
马达)。在第一马达MG1向与第一马达MG1的驱动时的旋转方向相反的方
向旋转的情况下，第一马达MG1作为发电机发挥作用。在第一马达MG1的
输出轴固定有第一马达齿轮Gm1，第一马达齿轮Gm1与第一行星齿轮架齿轮
Gc1啮合。即，第一马达MG1与第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1
连接。第一马达MG1在F离合器CF和R离合器CR切断，第一行星齿轮机
构68的第一环形齿轮R1固定时，能够控制F离合器输出轴61f和R离合器
输出轴61r的旋转速度。另外，发动机21在第一行星齿轮机构68的第一环
形齿轮R1固定时，能够使第一马达MG1的旋转轴旋转。
在此，为了便于说明，将第一马达MG1和第二马达MG2中的、与作为
驱动马达发挥作用的马达连接的第一行星齿轮机构68的旋转元件称为第二旋
转元件。将第一马达MG1和第二马达MG2中的、与作为发电机发挥作用的
马达连接的第一行星齿轮机构68的旋转元件称为第三旋转元件。在第一马达
MG1作为驱动马达发挥作用的情况下，第一行星齿轮架C1相当于第二旋转
元件。在第一马达MG1作为发电机发挥作用的情况下，第一行星齿轮架C1
相当于第三旋转元件。根据上述第一旋转元件～第三旋转元件的定义，第一旋
转元件、第二旋转元件\第三旋转元件是互不相同的元件。同样地，第四旋转
元件、第五旋转元件、第六旋转元件是互不相同的元件。另外，第二行星齿
轮机构69的第四旋转元件(第二太阳齿轮S2)与第一行星齿轮机构68的第
二旋转元件和第三旋转元件中的一方连接。
变频器60与第一马达MG1连接，用于控制第一马达MG1的马达扭矩的
指令信号从马达控制部55发送到该变频器60。变频器60的具体结构将在后
文叙述。第一马达MG1的旋转速度利用第一马达旋转速度检测部75检测。
第一马达旋转速度检测部75将表示第一马达MG1的旋转速度的检测信号发
送到控制部27。
第二马达MG2与第一马达MG1为同样的结构。在第二马达MG2的输
出轴上固定有第二马达齿轮Gm2，第二马达齿轮Gm2与第一环形外周齿轮
Go1啮合。即，第二马达MG2与第一行星齿轮机构68的第一环形外周齿轮
Go1(即，第一环形齿轮R1)连接。根据上述定义，在第二马达MG2作为驱
动马达发挥作用的情况下，第一环形齿轮R1相当于第二旋转元件。在第二马
达MG2作为发电机发挥作用的情况下，第一环形齿轮R1相当于第三旋转元
件。第二马达MG2在第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1固定时，能
够控制F离合器输出轴61f和R离合器输出轴61r的旋转速度。另外，发动
机21在第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1固定时，能够使第二马达
MG2的旋转轴旋转。
第一马达MG1、第二马达MG2作为驱动马达发挥作用，在将旋转速度
控制为0时，能够分别固定第一行星齿轮架C1、第一环形外周齿轮Go1(即，
第一环形齿轮R1)。在以下说明中，将与第一行星齿轮机构的第二旋转元件
连接的马达称为连接马达。并且，将用于固定或者释放第一行星齿轮机构68
的第二旋转元件的旋转元件称为控制用旋转元件，将用于固定或者释放第二
旋转元件的部件称为固定部件。因此，固定部件包括连接马达(第一马达MG1
或者第二马达MG2)。另外，由于第一马达MG1的旋转速度为0，在固定第
一行星齿轮架C1(第二旋转元件)的情况下，第一马达MG1的旋转轴相当
于控制用旋转元件。由于第二马达MG2的旋转速度为0，在固定第一环形齿
轮R1(第二旋转元件)的情况下，第二马达MG2的旋转轴相当于控制用旋
转元件。需要说明的是，控制用旋转元件也可以是第二旋转元件和连接马达
中的至少一个旋转元件。
变频器60与第二马达MG2连接，用于控制第二马达MG2的马达扭矩的
指令信号从马达控制部55发送到变频器60。在本实施方式中，例示了变频器
60为用于驱动第一马达MG1和第二马达MG2双方的一体型变频器，相对于
第一马达MG1和第二马达MG2，也可以分别使用变频器。变频器60的具体
结构将在后文叙述。第二马达MG2的旋转速度利用第二马达旋转速度检测部
76检测。第二马达旋转速度检测部76将表示第二马达MG2的旋转速度的检
测信号发送到控制部27。
电容器64作为存储马达MG1、MG2中的至少一方产生的能量的能量储
存部发挥作用。即，电容器64在各马达MG1、MG2的总发电量比各马达
MG1、MG2的总耗电量大时，存储各马达MG1、MG2产生的电能。另外，
电容器64在各马达MG1、MG2的总耗电量比各马达MG1、MG2的总发电
量大时，释放电能。即，各马达MG1、MG2利用存储于电容器64的电能驱
动。在电容器64与变频器60之间设置有变压器86(参照图4)。关于变压
器86将在后文叙述。需要说明的是，控制部27监视当前存储于电容器64中
的能量，并能够将监视结果用于后述各种控制。另外，也可以代替电容器64，
而将电池用作其他蓄电部件。需要说明的是，电容器64与电池等其他蓄电部
件相比，能够进行高速充电/高速放电。由于作业车辆1有时会在短时间内进
行切换前进、后退的往返动作，因此能够在有效充放电这一点，电容器比电
池更适合作为作业车辆1的能量储存部。
需要说明的是，在电容器和电池中，表示所存储的电的大小的方式不同。
例如，通常电容器利用电压表示，而电池通常利用安时(Ah)表示。在本实
施方式中，能量储存部所存储的电的大小用电的量或者电量表示，电的量或
者电量包含上述概念。
通常，马达控制部55接收来自各种检测部的检测信号，将表示向马达
MG1、MG2输送的指令扭矩或者指令旋转速度的指令信号发送到变频器60。
需要说明的是，在本实施方式中，马达控制部55包括调节F离合器输出轴61f
和R离合器输出轴61r的旋转速度的旋转速度调节部，从而利用发动机21的
驱动而使输入轴61(F离合器CF的输入轴和R离合器CR的输入轴)的旋转
速度接近。
另外，通常，离合器控制部58将用于控制各离合器CF、CR、CH、CL
的离合器液压的指令信号发送到各离合器控制阀VF、VR、VH、VL。需要说
明的是，在本实施方式中，离合器控制部58包括旋转速度调节部，该旋转速
度调节部通过使F离合器CF或者R离合器CR一边滑动一边卡合，而调节输
入轴61(F离合器CF的输入轴和R离合器CR的输入轴)、F离合器输出轴
61f和R离合器输出轴61r的旋转速度。
动力传递装置24还具有驻车制动器PB、驻车制动器控制阀VB。驻车制
动器PB在制动状态与非制动状态进行切换。驻车制动器PB在制动状态下，
对输出轴63进行制动。驻车制动器PB在非制动状态下，释放输出轴63。在
L离合器CL连接(第二行星齿轮机构69的第五旋转元件固定)时，驻车制
动器PB对输出轴63进行制动时，固定第一行星齿轮架C1(第一行星齿轮机
构68的第二旋转元件)。因此，驻车制动器PB包含在上述固定部件中。
驻车制动器控制阀VB是基于来自制动控制部59(即，控制部27)的指
令信号而被控制的电磁控制阀。制动控制部59通过控制驻车制动器控制阀
VB，而将驻车制动器PB切换为制动状态和非制动状态。通常，驻车制动器
PB根据驻车制动器操作部件的操作而在制动状态和非制动状态中切换。需要
说明的是，制动控制部59即使在不操作驻车制动器操作部件，而满足规定条
件的情况下，页能够将驻车制动器PB切换为制动状态或者非制动状态。该规
定条件将在后文具体叙述。
驻车制动器PB具有制动盘部73a、活塞部73b。在将工作油供给到活塞
部73b时，活塞部73b利用液压使制动盘部73a的多个制动盘相互接触。由
此，驻车制动器PB处于制动状态。另外，在从活塞部73b排出工作油时，利
用设置于活塞部73b的弹性部件的弹性力而使制动盘保持为相互非接触的状
态。由此，驻车制动器PB处于非制动状态。
图4是表示变频器60的具体内部结构、变频器60和马达MG1、MG2、
电容器64之间的连接关系的图。变频器60为具有向马达MG1输出的输出端
子、向第二马达MG2输出的输出端子的一体型变频器。变频器60包括：第
一输出端子81、第二输出端子82、第一内部变频器83、第二内部变频器84、
第一电容器85、变压器86、第二电容器87、主接触器88和带电阻器的接触
器89。
第一输出端子81将第一马达MG1与第一内部变频器83连接起来。优选
第一输出端子81具有用于控制第一马达MG1的三相输出端子。第二输出端
子82将第二马达MG2与第二内部变频器84连接起来。优选第二输出端子
82具有用于控制第二马达MG2的三相输出端子。
第一内部变频器83基于与来自马达控制部55的第一马达MG1相关的指
令信号，而输出向第一马达MG1输出的可变电压、可变频率的驱动信号。第
一内部变频器83能够从由电容器64构成的单一的电源，输出用于使第一马
达MG1顺时针旋转的驱动信号和用于使第一马达MG1向逆时针旋转的驱动
信号双方。另外，第一内部变频器83将利用第一马达MG1旋转而产生的反
电动势转换为直流电压，并经由变压器86输出到电容器64。即使第一马达
MG1向顺时针/半时针中任一方向旋转，相同极性的电压从变频器83的各端
子经由变压器86向电容器64输出。
第二内部变频器84基于与来自马达控制部55的第二马达MG2相关的指
令信号，输出向第二马达MG2输出的可变电压、可变频率的驱动信号。第二
内部变频器84能够从由电容器64构成的单一的电源，输出用于使第二马达
MG2向顺时针旋转的驱动信号和用于使第二马达MG2向逆时针旋转的驱动
信号两者。另外，第二内部变频器84将利用第二马达MG2旋转而产生的逆
电力转换为直流电压，并经由变压器86输出到电容器64。即使第二马达MG2
向顺时针/半时针中的任一方向旋转，相同极性的电压从变频器83的各端子经
由变压器86向电容器64输出。
第一电容器85和第二电容器87用于防止浪涌(突入电流)而设置，其
容量远小于电容器64，不利于电能的输入与输出。变压器86包括IGBT
(InsulatedGateBipolarTransistor；绝缘栅双极型晶体管)。变压器86通过调
节IGBT的开/关，而将电容器64侧的电压转换为变压器86与各变频器83、
84之间的系统间电压(例如，550V)。或者，变压器86通过调节IGBT的开
/关，而将变压器86与各变频器83、84之间的系统间的电压转换为电容器64
侧的电压。在此，将电容器64侧的电压成为一次电压，将变压器86与各变
频器83、84之间的系统间的电压称为二次电压。
主接触器88是电磁接触器(ElectromagneticContactor)，将电容器64
的电能输送到变压器86，或者，将利用马达MG1、MG2发出的电能经由变
压器86输送到电容器64。带电阻器的接触器89除了电磁接触器以外，还有
电阻R。带电阻器的接触器89在马达MG1、MG2开始充电前的准备阶段使
用。带电阻器的接触器89的使用方法将在后文具体说明。
在本实施方式中，控制部27固定第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮
架C1，并进行调节，以使发动机21与传递轴67的旋转速度接近。由此，卡
合的旋转轴的旋转速度的差减小。并且，控制部27在该两个旋转轴的旋转速
度一致后，使第一离合器卡合，并通过利用发动机21的驱动力使第二马达
MG2旋转而对电容器64充电。即，控制部27将能量存储于能量储存部。以
下，参照图5A～5C说明本实施方式的动力传递装置24的简要动作。图5A～5C
使表示第一实施方式的动力传递装置24的简要动作的流程图。在图5A～5C
中，卡合驻车制动器PB的充电方法在步骤S60以后说明。对马达的旋转速度
进行控制，而使离合器间同步的充电方法在步骤S70以后说明。利用发动机
旋转，并通过进行离合器调制而使离合器卡合的充电方法在步骤S130以后说
明。以下所示动力传递装置24的动作是在作业车辆1起动时、FR操作装置
54设定为空档位置(N)的情况下执行的。
在步骤S10中，控制部27判定电容器64的电压Vcap是否比充电开始阈
值Vchg＿s低。在电容器电压Vcap为充电开始阈值Vchg＿s以上的情况(步
骤S10中为否)下，控制部27结束本控制(参照图5A和图5C)。在电容器
电压Vcap比充电开始阈值Vchg＿s低的情况(步骤S10中为是)下，控制部
27判定电容器电压Vcap是否比行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2高(步骤S20)。
在电容器电压Vcap为行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2以下的情况表示在电容
器64中没有用于对第一马达MG1进行控制而固定第一行星齿轮架C1的足够
的电能。
在电容器电压Vcap比行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2高的情况(步骤S20
中为是)下，控制部27判定F离合器CF和R离合器CR是否一起松开(释
放)，并且，判定发动机旋转速度Neng是否比规定的旋转速度Nli大(步骤
S30)。旋转速度Nli是加速踏板断开，并且无负荷时的发动机21的旋转速
度附近的值。在F离合器CF或者R离合器CR中的任一个连接，或者发动机
旋转速度Neng为规定的旋转速度Nli以下的情况(步骤S30中为否)下，控
制部27结束本控制(参照图5A和图5C)。在F离合器CF和R离合器CR
都释放，并且，发动机旋转速度Neng比规定的旋转速度Nli大的情况(步骤
S30中为是)下，控制部27(马达控制部55)控制第一马达MG1，以使第一
马达MG1的旋转速度成为0rpm(步骤S41)。即，马达控制部55将用于使
第一马达MG1的旋转速度成为0rpm的指令信号发送到变频器60。即，马达
控制部55控制第一马达MG1，以使第一马达MG1(连接马达)的旋转速度
Nm1成为0rpm。即，控制部27通过进行固定于第二旋转元件(第一行星齿
轮架C1)连接的控制用旋转元件(在该情况下，马达MG1的旋转轴)的控
制，来固定第一行星齿轮机构68的第二旋转元件。换言之，固定部件固定第
一行星齿轮机构68的第二旋转元件。
接下来，在步骤S42中，控制部27(离合器控制部58)控制H离合器控
制阀VH和L离合器控制阀VL，以使H离合器CH和L离合器CL都释放(释
放)。即，离合器控制部58将使H离合器CH和L离合器CL都释放的指令
信号输出到H离合器控制阀VH和L离合器控制阀VL。换言之，控制部27
(离合器控制部58)解除旋转元件固定部件(H离合器CH和L离合器CL)
对第二行星齿轮机构69的第五旋转元件的移动的限制。并且，在步骤S42中，
控制部27(制动控制部59)控制驻车制动器控制阀VB，以释放驻车制动器
PB(成为非制动状态)。即，制动控制部59将释放驻车制动器PB的指令信
号输出到驻车制动器控制阀VB。由此，输出轴63能够自由旋转，因此作业
车辆1进行与空档的一般的车辆动作相同的动作。即，在作业车辆1为行驶
状态的情况下，在执行步骤S42的动作时，作业车辆1利用惯性行驶。另外，
在作业车辆1位于倾斜面上时，与重力的斜面平行的方向的分量比动力传递
装置24等作业车辆1内部的摩擦力大时，作业车辆1在斜面上向下方加速。
在步骤S42结束后，控制部27将PB充电信号设定(set)为假(步骤S43)。
PB充电信号为Boolean型的变量，在该值为真时，表示在后述步骤S60中，
在驻车制动器PB卡合的状态下充电。
另一方面，在电容器电压Vcap为行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2以下的
情况(步骤S20中为否)下，控制部27除了步骤S30的条件以外，还判定车
速Vs是否成为0(步骤S50)。在未满足步骤S50的条件的情况(步骤S50
中为否)下，控制部27结束本控制(参照图5A和图5C)。而满足步骤S50
的条件的情况(步骤S50中为是)下，在步骤S60中，控制部27(离合器控
制部58)控制L离合器控制阀VL和H离合器控制阀VH，以使L离合器CL
卡合，并释放H离合器CH。即，离合器控制部58将使L离合器CL卡合的
指令信号输出到L离合器控制阀VL，将释放H离合器CH的指令信号输出到
H离合器控制阀VH。并且，在步骤S60中，控制部27(制动控制部59)控
制驻车制动器控制阀VB，以卡合驻车制动器PB(成为制动状态)。即，制
动控制部59将卡合驻车制动器PB的指令信号输出到驻车制动器控制阀VB。
由此，控制部27固定第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1。换言之，
固定部件固定第一行星齿轮机构68的第二旋转元件。在该情况下，输出轴63
被驻车制动器PB固定，因此作业车辆1停止。步骤S60结束后，控制部27
将PB充电信号设定为真(步骤S61)。
在步骤S43或者步骤S61结束后，在图5B的步骤S70中，控制部27判
定电容器电压Vcap是否比离合器同步控制阈值Vlst1高。在电容器电压Vcap
在离合器同步控制阈值Vlst1以下的情况下，表示在电容器64中没有用于控
制第二马达MG2，而使F离合器CF或者R离合器CR的输入轴与输出轴同
步的足够的电力。在电容器电压Vcap为离合器同步控制阈值Vlst1以下的情
况(步骤S70中为否)下，进入后述步骤S130。在电容器电压Vcap比离合
器同步控制阈值Vlst1大的情况(步骤S70中为是)下，控制部27(马达控
制部55，旋转速度调节部)控制第二马达MG2的旋转速度Nm2，使输出轴
61f、61r相对于F离合器CF或者R离合器CR的输入轴61的旋转速度的旋
转速度(F离合器CF或者R离合器CR的相对旋转速度)接近0(步骤S80)。
即，控制部27(马达控制部55)控制第二马达MG2，以使F离合器CF或者
R离合器CR的输出轴61f、61r的旋转速度与F离合器CF或者R离合器CR
的输入轴61的旋转速度一致。
接下来，在第二马达MG2的控制中，控制部27判定电容器电压Vcap
是否比离合器同步控制阈值Vlst1高(步骤S90)。如果电容器电压Vcap为
离合器同步控制阈值Vlst1以下(步骤S90中为否)，则使第二马达MG2的
旋转速度Nm2的控制中止(步骤S100)，并返回步骤S70。在电容器电压
Vcap比离合器同步控制阈值Vlst1高的情况(步骤S90中为是)下，控制部
27判定F离合器CF的相对旋转速度RSf的绝对值是否为规定的阈值Rth(需
要说明的是，Rth为正值)以下，或者，判定R离合器CR的相对旋转速度
RSr的绝对值是否为规定的阈值Rth以下(步骤S110)。需要说明的是，在
步骤S110中，控制部27也可以判定是-Rth＜RSf＜Rth还是-Rth＜RSr＜Rth。
在F离合器CF的相对旋转速度RSf的绝对值和R离合器CR的相对旋
转速度RSr的绝对值都为规定的阈值Rth以上的情况(步骤S110中为否)下，
进入步骤S80。在F离合器CF的相对旋转速度RSf的绝对值和R离合器CR
的相对旋转速度RSr的绝对值的至少一方比规定的阈值Rth小的情况(步骤
S110中为是)下，控制部27(离合器控制部58)控制第一离合器的离合器控
制阀，以使相对旋转速度比Rth小的离合器即第一离合器不滑动地卡合(步
骤S120)。即，离合器控制部58将用于使第一离合器不滑动地卡合的指令信
号输出到第一离合器的离合器控制阀。即，离合器控制部58(旋转速度调节
部)接近第一离合器的两个旋转轴的旋转速度而与第一离合器卡合。由此，
减小第一离合器的旋转速度的差，并且使第一离合器卡合，因此第一离合器
的磨损减轻。需要说明的是，将此时的第一离合器的离合压称为卡合压。
另一方面，在电容器电压Vcap为离合器同步控制阈值Vlst1以下的情况
(步骤S70中为否)下，控制部27(离合器控制部58)控制第一离合器的离
合器控制阀，以使第一离合器的离合压增加规定的增量(步骤S130)。即，
离合器控制部58将使第一离合器的离合压增加规定的增量的指令信号输出到
第一离合器的离合器控制阀。控制部27(离合器控制部58)通过使第一离合
器的离合压增加，而使第一离合器的两个旋转轴一边滑动一边连接。因此，
控制部27(离合器控制部58)接近第一离合器的两个旋转轴的旋转速度。并
且，控制部27(离合器控制部58)判定第一离合器是否卡合(步骤S140)。
具体而言，控制部27(离合器控制部58)判定第一离合器的离合压是否达到
卡合压。离合器控制部58也可以根据输出到第一离合器的离合器控制阀的指
令信号的电流的大小等判定是否达到卡合压。在第一离合器卡合时，第一离
合器的两个旋转轴的旋转速度一致。即，在第一离合器的两个旋转轴的旋转
速度一致后，控制部27(离合器控制部58)使第一离合器不滑动地连接。
在第一离合器的离合压未达到卡合压的情况(步骤S140中为否)下，控
制部27判定发动机旋转速度Neng是否未达到规定的旋转速度Npse以下(步
骤S150)。比旋转速度Npse小的旋转速度是在离合器卡合的情况下，减少
到后述发动机旋转速度Nstp的可能性高的旋转速度。在发动机旋转速度Neng
为规定的旋转速度Npse以上的情况(步骤S150中为否)下，返回步骤S130。
在发动机旋转速度Neng为规定的旋转速度Npse以下的情况(步骤S150中为
是)下，控制部27判定发动机旋转速度Neng是否未在规定的旋转速度Nstp
以下(步骤S160)。比旋转速度Nstp小的旋转速度为减小到发动机21停止
(stall)的旋转速度的可能性高的旋转速度。
在发动机旋转速度Neng为规定的旋转速度Nstp以上的情况(步骤S160
中为否)下，控制部27(离合器控制部58)控制第一离合器的离合器控制阀，
以维持第一离合器的离合压(步骤S170)。即，离合器控制部58将维持第一
离合器的离合压的指令信号输出到第一离合器的离合器控制阀。在发动机旋
转速度Neng为规定的旋转速度Nstp以下的情况(步骤S160中为是)下，控
制部27(离合器控制部58)控制第一离合器的离合器控制阀，以释放第一离
合器(步骤S180)。即，离合器控制部58将释放第一离合器的指令信号输出
到第一离合器的离合器控制阀。
在完成步骤S170或者S180后，控制部27判定发动机旋转速度Neng是
否为旋转速度Nli以上(步骤S190)。在发动机旋转速度Neng为旋转速度
Nli以上的情况(步骤S190中为是)下，返回步骤S130。在发动机旋转速度
Neng为旋转速度Nli以下的情况(步骤S190中为否)下，返回步骤S160。
在第一离合器不滑动地连接(步骤S120后，或者，在步骤S140中为是
时)时，控制部27通过利用发动机21的驱动力而使第二马达MG2旋转，而
开始对电容器64充电的动作(S200)。图6是表示电容器充电时变频器所进
行的具体动作的流程图。
在该动作中，首先，基于来自控制部27的指令信号，变频器60连接带
电阻器的接触器89(S201)。在接触器88、89都切断时，如果分支点A、B
间产生电位差，而立即连接主接触器88时，电容器64中可能流过大量电流。
因此，为了减小在电容器64流动的电流的量，变频器60连接带电阻器的接
触器89。
通过连接带电阻器的接触器89，在分支点A与分支点B之间没有电位差
时，基于来自控制部27的指令信号，变频器60与主接触器88连接(步骤
S202)，带电阻器的接触器89切断(步骤S203)。并且，控制部27判定电
容器电压Vcap比规定的电压Vchg＿th大(步骤S204)。该规定的电压Vchg
＿th是在后述步骤S210中，相对于第二马达MG2，变频器60产生用于在妨
碍发动机21的旋转的方向产生扭矩的驱动信号所需要的电压。
在电容器电压Vcap为规定的电压Vchg＿th以下的情况(步骤S204中为
否)下，基于来自控制部27的指令信号，变频器60使变压器86的IGBT起
动，第二马达MG2使发动机21旋转产生的反电动势对电容器64进行充电(步
骤S205)。接下来，控制部27判定PB充电信号是否为真，并且，电容器电
压Vcap是否比规定的电压Vlst3大(步骤S206)。在PB充电信号为假，或
者电容器电压Vcap为规定的电压Vlst3以下的情况(步骤S206中为否)下，
返回步骤S204。在PB充电信号为真，并且，电容器电压Vcap比规定的电压
Vlst3大的情况(步骤S206中为是)下，离合器控制部58将使L离合器CL
和驻车制动器PB都释放的指令信号输出到L离合器控制阀VL和驻车制动器
控制阀VB(步骤S207)。即，控制部27(离合器控制部58)解除旋转元件
固定部件(H离合器CH和L离合器CL)对第二行星齿轮机构69的第五旋
转元件的移动的限制。接下来，在步骤S208中，马达控制部55将用于使第
一马达MG1的旋转速度成为0rpm的指令信号发送到变频器60。即，马达控
制部55控制第一马达MG1，以使第一马达MG1的旋转速度成为0rpm。即，
控制部27通过进行固定于第二旋转元件连接的控制用旋转元件(马达MG1
的旋转轴)的控制，来固定第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1。由
此，作业车辆1进行与空档的通常车辆的动作相同的动作。在步骤S208结束
后，控制部27将PB充电信号设定为假(步骤S209)。
在步骤S209完成时，返回步骤S204。在电容器电压Vcap比规定的电压
Vchg＿th大的情况(步骤S204中为是)下，在步骤S210中，控制部27将用
于在妨碍发动机21的旋转的方向产生第二马达MG2的扭矩的指令信号输出
到变频器60(第二内部变频器84)。即，在对电容器64充电时，利用存储
在电容器64的电驱动第二马达MG2，以使在妨碍发动机21的驱动力的旋转
的方向产生第二马达MG2的扭矩。由此，第二马达MG2输出的反电动势进
一步增大。因此，在步骤S206中，变频器60使变压器86的IGBT起动，而
能够使更大的反电动势对电容器64充电。
返回图5C，控制部27判定是否有操作人员的规定操作(步骤S215)。
规定操作是指，例如使FR操作部件54a从空档位置(N)向其他位置(F或
者R)移动的动作或者踏下加速踏板操作部件51a的动作。控制部27在输出
FR操作检测部54b、加速踏板操作检测部51b的检测信号时，能够判定为具
有操作人员的规定的操作。在具有操作人员的规定的操作的情况(步骤S215
中为是)下，控制部27结束本控制。在没有操作人员的规定的操作的情况(步
骤S215中为否)下，控制部27判定电容器64的电压Vcap是否比充电完成
阈值Vchg＿e低(步骤S220)。在电容器64的电压Vcap比充电完成阈值
Vchg＿e低的情况(步骤S220中为否)下，返回步骤S200。在电容器64的
电压Vcap为充电完成阈值Vchg＿e以上的情况(步骤S220中为是)下，控
制部27结束本控制。
在上述对电容器64充电的动作中，充电开始阈值Vchg＿s、行星齿轮架
旋转控制阈值Vlst2、旋转速度阈值Nli、离合器同步控制阈值Vlst1、相对旋
转速度阈值Rth、旋转速度阈值Npse、旋转速度阈值Nstp、充电控制阈值Vchg
＿th、充电完成阈值Vchg＿s预先确定，并存储于存储部56。另外，Vlst1、
Vlst2、Vlst3、Vchg＿s、Vchg＿e满足(式1)的关系。并且，Nli、Npse，
Nstp满足(式2)的关系。
Vlst2＜Vlst3＜Vlst1＜Vchg＿s＜Vchg＿e…(式1)
Nstp＜Npse＜Nli…(式2)
需要说明的是，在上述例中，例示了Vlst3＜Vchg＿th的情况，在Vchg
＿th＜Vlst3的情况下，在步骤S210后执行步骤S206～S209的处理即可。在
该情况下，在步骤S206中为否的情况下，返回步骤S204即可。另外，在
Vlst3＝Vchg＿th的情况下，在步骤S206中，控制部27仅判定PB充电信号是
否为真即可。
在上述实施方式中，在步骤S41中，控制部27(马达控制部55)控制第
一马达MG1，以使第一马达MG1的旋转速度成为0rpm，控制部27(马达控
制部55)也可以控制第二马达MG2，以使第二马达MG2的旋转速度成为
0rpm。在该情况下，第二马达MG2为连接马达。控制部27通过进行固定于
第二旋转元件(第一环形齿轮R1)连接的控制用旋转元件(第二马达MG2
的旋转轴)的控制，来固定第一行星齿轮机构68的第二旋转元件。并且，在
步骤S80中，控制部27(马达控制部55)控制第一马达MG1的旋转速度Nm1，
以使输出轴61f、61r的旋转速度相对于F离合器CF或者R离合器CR的输
入轴61的旋转速度(F离合器CF或者R离合器CR的相对旋转速度)接近0。
并且，在步骤S100中，中止第一马达MG1的旋转速度Nm1的控制。由此，
在步骤S205、S206中产生反电动势的是第一马达MG1。在该情况下，由于
第一环形齿轮R1固定，F离合器CF和R离合器CR都释放，因此输出轴63
能够自由旋转，因此作业车辆1既能够进行与空档的通常车辆的动作相同的
动作，又能够充电。
[第二实施方式]
在第一实施方式中，举例说明了通过切换H离合器CH与L离合器CL
的连接/切断而切换为输出混联式和并联混联式的动力传递装置24。但是，本
发明也能够适用于仅输入混联式的动力传递装置。第二实施方式例示了本发
明适用于输入混联式的动力传递装置。第二实施方式的作业车辆由于与第一
实施方式的作业车辆在许多方面类似，因此仅具体说明与第一实施方式不同
之处。
图7是表示第二实施方式的动力传递装置24a的结构的示意图。在图7
中，与图3具有相同功能的结构标注相同的附图标记。在动力传递装置24a
中，齿轮机构62a中的变速机构66a与动力传递装置24的变速机构66不同。
变速机构66a与变速机构66相比，没有Hi/Lo切换机构70、第二行星齿轮架
C2、第二行星齿轮P2、第二环形齿轮R2和第二环形外周齿轮Go2。并且，
在动力传递装置24a中，输出齿轮71与连结于第一行星齿轮架C1的外周齿
轮74(相当于第二太阳齿轮S2)啮合。
在该动力传递装置24a中，第一行星齿轮架C1与输出齿轮71啮合。因
此，为了对电容器64充电，而与第一实施方式同样地固定第一行星齿轮架
C1时，输出轴63也被固定。即，作业车辆1停止。由于本实施方式的动力
传递装置24a具有如上所述的特徴，因此对电容器64充电的动力传递装置24a
的动作与第一实施方式稍有不同。以下，具体说明动作的不同点。
图8是表示第二实施方式的动力传递装置24a的简要动作的流程图。由
于图8所示的步骤S44或者步骤S62以后的动作与第一实施方式相同，因此
省略说明。需要说明的是，在图8和图5中标注相同附图标记的动作表示相
同的动作。下述动力传递装置24的动作在作业车辆1的起动时、FR操作装
置54设定为空档位置(N)的情况下执行。
在步骤S10中，控制部27判定电容器64的电压Vcap(即，存储于电容
器的电量)是否比充电开始阈值Vchg＿s低。在电容器电压Vcap为充电开始
阈值Vchg＿s以上的情况(步骤S10中为否)下，控制部27结束本控制(参
照图8和图5C)。在电容器电压Vcap比充电开始阈值Vchg＿s低的情况(步
骤S10中为是)下，控制部27判定F离合器CF和R离合器CR是否都释放，
并且，发动机旋转速度Neng是否比规定的旋转速度Nli大，并且，车速Vs
是否为0(步骤S50)。在未满足步骤S50的条件的情况(步骤S50中为否)
下，控制部27结束本控制(参照图8和图5C)。
而在满足步骤S50的条件的情况(步骤S50中为是)下，控制部27判定
电容器电压Vcap是否比行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2高(步骤S20)。在
电容器电压Vcap比行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2高的情况(步骤S20中为
是)下，控制部27(马达控制部55)控制第一马达MG1，以使第一马达MG1
的旋转速度成为0rpm(步骤S41)。即，马达控制部55将用于使第一马达
MG1的旋转速度成为0rpm的指令信号发送到变频器60。即，马达控制部55
控制第一马达MG1，以使第一马达MG1的旋转速度成为0rpm。即，通过进
行固定连接于第二旋转元件(第一行星齿轮架C1)的控制用旋转元件(马达
MG1的旋转轴)的控制，控制部27固定第一行星齿轮机构68的第二旋转元
件。换言之，固定部件固定第一行星齿轮机构68的第二旋转元件。在该情况
下，由于输出轴63利用马达MG1固定，因此作业车辆停止。接下来，在步
骤S44中，控制部27(制动控制部59)控制驻车制动器控制阀VB，以使驻
车制动器PB释放(成为非制动状态)。即，制动控制部59将释放驻车制动
器PB的指令信号输出到驻车制动器控制阀VB。
另一方面，在电容器电压Vcap为行星齿轮架旋转控制阈值Vlst2以下的
情况(步骤S20中为否)下，在步骤S62中，控制部27(制动控制部59)控
制驻车制动器控制阀VB，以卡合驻车制动器PB(成为制动状态)。即，制
动控制部59将卡合驻车制动器PB的指令信号输出到驻车制动器控制阀VB。
由此，控制部27固定第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1。换言之，
固定部件固定第一行星齿轮机构68的第二旋转元件。在该情况下，由于输出
轴63被驻车制动器PB固定，因此作业车辆1停止。
[特征]
本实施方式的作业车辆1具有以下特征。
(1)控制部27使第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1(第二旋转
元件)固定，并使F离合器CF和R离合器CR中的任一方即第一离合器的两
个旋转轴的旋转速度接近而将第一离合器卡合，通过利用发动机21的驱动力
使第一马达MG1和第二马达MG2中的能量生成用马达旋转而对电容器64
进行充电。由此，即使在具有经由第一行星齿轮机构68而将发动机21的输
出轴和能量生成用马达的旋转轴连接起来的动力传递装置24、24a的作业车
辆中，也能够进行电容器64的充电。
(2)在控制部27(离合器控制部58，旋转速度调节部)中，在存储于电
容器64的电量Vcap为规定的第一量Vlst1以下的情况下，通过一边使第一离
合器活动一边卡合，能够使第一离合器的两个旋转轴的旋转速度接近。由此，
控制部27即使在存储于电容器64的电量Vcap少时，也能够使第一离合器的
两个旋转轴同步。
(3)控制部27能够控制第一马达MG1和第二马达MG2中的能量生成用
马达，以使得第一离合器的输出轴的旋转速度接近第一离合器的输入轴的旋
转速度。由此，能够减少连接第一离合器时的离合器的磨损。因此，能够减
少作业车辆的部件更换的频率。
(4)控制部27在存储于电容器64的电量Vcap为规定的第二量Vlst2以
下的情况下，能够通过使驻车制动器PB卡合来固定第一行星齿轮机构68的
第一行星齿轮架C1(第二旋转元件)。通过固定第一行星齿轮架C1(第二
旋转元件)，能够使发动机21的驱动力向第一马达MG1和第二马达MG2
中的能量生成用马达传递。因此，即使在搭载有经由第一行星齿轮机构68将
发动机21的输出轴和能量生成用马达的旋转轴连接起来的动力传递装置24、
24a的作业车辆中，也能够进行电容器64的充电。
(5)第一马达MG1(固定部件的一个，连接马达)与第一行星齿轮机构
68的第一行星齿轮架C1(第二旋转元件)连接。并且，控制部27通过控制
连接马达，以使第一马达MG1和第二马达MG2中的连接马达的旋转速度为
0，能够固定第一行星齿轮机构68的第一行星齿轮架C1(第二旋转元件)。
由此，能够将发动机21的驱动力传递到第一马达MG1和第二马达MG2中的
能量生成用马达。因此，即使在搭载有经由第一行星齿轮机构68将发动机21
的输出轴和能量生成用马达的旋转轴连接起来的动力传递装置24、24a的作
业车辆中，也能够进行电容器64的充电。并且，能够不使用驻车制动器PB
而固定第一行星齿轮架C1(第二旋转元件)，因此作业车辆1能够进行与预
空档时的通常的车辆的动作相同的动作。
(7)控制部27在存储于电容器64的电量Vcap比规定的第三量Vchg＿th
大的情况下，在对电容器64进行充电时，在不妨碍发动机21的驱动力产生
的旋转的方向上产生扭矩地，利用存储于电容器64的电来驱动第一马达MG1
和第二马达MG2中的能量生成用马达。由此，由于能量生成用马达输出的反
电动势更大，因此能够缩短电容器64的充电时间。
(8)作为能量储存部能够电容器64。由于电容器的内部电阻大，因此与
电池相比，会快速自放电。在本实施方式的作业车辆1中，由于在停车中、
接近空档的状态下对电容器64进行充电，因此能够将容量小的电容器用作马
达MG1、MG2的驱动电源。
[变形例]
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方
式，在不脱离发明主旨的范围内能够进行各种变更。
本发明不限于上述轮式装载机，也能够适用于推土机、牵引车、叉车或
者机动平地机等其他种类的作业车辆。
本发明不限于EMT，还适用于HMT等其他种类的变速装置。在这种情
况下，第一马达MG1作为液压马达和液压泵发挥作用。另外，第二马达MG2
作为液压马达和液压泵发挥作用。第一马达MG1和第二马达MG2为可变排
量型的泵/马达，通过利用控制部27控制斜盘或者斜轴的倾转角来控制容量。
在将本发明应用于HMT的情况下，也可以将蓄电池代替电容器64来作为能
量储存部。
在本实施方式中，进行调制而使F离合器CF或者R离合器CR卡合，也
可以先卡合F离合器或者R离合器，然后使马达MG1、MG2的旋转速度成
为0rpm，通过调制L离合器CL而卡合。
在本实施方式中，第一～第六旋转元件分别为第一太阳齿轮S1、第一行
星齿轮架C1、第一环形齿轮R1、第二太阳齿轮S2、第二行星齿轮架C2、第
二环形齿轮R2。但是，只要第一～第三元件是第一行星齿轮机构68的互不相
同的旋转元件，也可以使任意组合。第四～第六元件只要是第二行星齿轮机构
69的互不相同的旋转元件，也可以是任意组合。另外，第一行星齿轮机构68
和第二行星齿轮机构69的第一行星齿轮架C1和第二行星齿轮架C2的位置
关系也可以相反。同样地，第一马达MG1、第一马达MG1是为了区别各个
马达而设计的名称，在本实施方式中，也可以将称为第一马达MG1的马达称
为第二马达MG2，将称为第二马达MG2的马达称为第一马达MG1。
另外，在第一实施方式中，也可以通过使驻车制动器PB和H离合器CH
卡合，并使L离合器CL切断，使发动机21旋转，而使第一马达MG1和第
二马达MG2的至少一方发电。
在步骤S41中，控制部27进行使连接马达的旋转速度称为0rpm的控制，
也可以利用与此不同的方法固定控制用旋转元件。例如，在连接马达具备制
动器的情况下，也可以利用制动器固定连接马达的旋转轴(控制用旋转元件)。
或者，第二旋转元件和连接马达间的至少一个旋转元件具备与L离合器CL
这样的固定端连接的离合器，控制部27也可以通过使该离合器卡合，来固定
控制用旋转元件。
控制部27也可以在步骤S140或者步骤S120前执行步骤S201～S203的动
作。另外，在进行步骤S205或者步骤S210的动作时(即，卡合第一离合器
后)，也可以使发动机21的旋转速度增大。由此，能够缩短电容器64的充
电时间。
在第二实施方式中，控制部27也可以省略步骤S20的条件分支，在步骤
S50为是的情况下，一律进行步骤S60的动作。这是由于无论进行步骤S41
还是进行步骤S60，由于输出轴63被固定，因此作业车辆1都停止。
在上述实施方式中，例示了动力传递装置所具有的行星齿轮机构的数量
为一个或者两个的示例，动力传递装置所具有的行星齿轮机构的数量也可以
是三个以上。
【工业实用性】
根据本发明，即使在搭载有经由行星齿轮机构将发动机的输出轴与马达/
发电机的旋转轴连接起来的动力传递装置的作业车辆中，也能够进行充电。