JP2007177981A - 駆動装置 - Google Patents

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充孝 土田
Takahiro Oshiumi
恭弘 鴛海
Kazuya Okumura
和也 奥村
Yoshinori Maeda
義紀 前田
Akihiro Hosokawa
明洋 細川
Kansuke Yoshisue
監介 吉末
Takeshi Ito
健 伊藤
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Abstract

【課題】油圧回路を備える駆動装置を搭載した車両全体における燃料消費を抑制すること。
【解決手段】この駆動装置10は、車両に搭載されて前記車両を駆動する。この駆動装置10は、作動油flを吸入して吐出するメインポンプ15と、メインポンプ15から吐出される作動油によって駆動される第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rとを含む油圧回路を備える。この油圧回路は、ブーストポンプ17によって加圧される。そして、前記車両の停止時には、ブーストポンプ17が前記油圧回路を加圧する圧力は、前記車両が走行しているときよりも小さく制御される。
【選択図】 図2

Description

この発明は、動力伝達流体によって駆動力を伝達する駆動装置に関する。
油圧ポンプによって油圧モータを駆動し、これによって車両の車輪を駆動する油圧式駆動装置が知られている。例えば、特許文献1には、主油圧ポンプの油圧回路の油圧を確保するために、電動機によって駆動される補助油圧ポンプを備える油圧式補助駆動装置が開示されている。
特開平9−315170号公報
しかし、特許文献1に開示されている油圧式補助駆動装置では、油圧回路の油圧を保持するために補助油圧ポンプを常に駆動することになるので、特許文献1に開示されている油圧式補助駆動装置を搭載する車両は、燃料消費が増加するおそれがある。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両全体での燃料消費を抑制できる駆動装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、この発明は、車両に搭載されて前記車両を駆動する駆動装置であって、動力伝達流体を吸入して吐出する動力伝達流体供給手段と、前記動力伝達流体供給手段から吐出される動力伝達流体のエネルギーを、前記駆動装置の駆動力に変換する動力変換手段とを含む流体圧力回路と、前記流体圧力回路を加圧するとともに、前記車両の停止時には、前記流体圧力回路を加圧する圧力を、前記車両が走行しているときよりも小さくする流体圧力回路加圧手段と、を含むことを特徴とする。
この発明では、この発明に係る駆動装置を搭載する車両の停止時には、前記流体圧力回路を加圧する圧力を、車両が走行しているときよりも小さくする。これによって、前記駆動装置を動作させる必要のないときには、動力変換手段を駆動するエネルギーを低減できるので、前記駆動装置を搭載する車両全体での燃料消費を抑制できる。
次の本発明は、前記本発明に係る駆動装置において、前記流体圧力回路加圧手段は、前記車両が所定期間走行しないことが明らかな場合に、前記流体圧力回路を加圧する圧力を、前記車両が走行しているときよりも小さくすることを特徴とする。
次の本発明は、前記本発明に係る駆動装置において、前記車両が所定期間走行しないことが明らかな場合は、前記車両が備える変速装置の状態によって判定することを特徴とする。
次の本発明は、前記本発明に係る駆動装置において、さらに、流体圧力回路加圧手段は、前記車両が後退する場合には、記流体圧力回路を加圧する圧力を、前記車両が前進で走行しているときよりも小さくすることを特徴とする。
次の本発明は、前記本発明に係る駆動装置において、動力発生手段の出力を第1出力と第2出力とに分割する動力分割機構と、前記第1出力の一部と、前記第2出力の一部とを合成し、駆動力として出力する第1動力合成手段と、前記第1動力合成手段で合成された前記第1出力の残りの出力と、前記第1動力合成手段で合成された前記第2出力の残りの出力とを合成し、駆動力として出力する第2動力合成手段と、を備え、また、前記動力変換手段は、前記第2出力の一部によって駆動される第1動力変換手段と、第1動力変換手段を駆動した残りの前記第2出力によって駆動される第2動力変換手段とで構成され、前記第1動力合成手段は、前記第1出力の一部と、第1動力変換手段を介して出力される前記第2出力の一部とを合成し、また、前記第2動力合成手段は、前記第1動力合成手段で合成された前記第1出力の残りの出力と、前記第2動力変換手段を介して出力される、前記第1動力合成手段で合成された前記第2出力の残りの出力とを合成することを特徴とする。
次の本発明は、前記本発明に係る駆動装置において、前記第1動力合成手段は、サンギヤと、キャリアと、リングギヤとを構成要素として備える第1遊星歯車装置であり、また、前記第2動力合成手段は、サンギヤと、キャリアと、リングギヤとを構成要素として備える第2遊星歯車装置であって、前記動力分割機構は、前記第1出力を前記キャリア又は前記サンギヤ又は前記リングギヤのうちいずれか一つに伝達し、残りの構成要素のうち一つに前記第2出力を伝達し、また、前記第1遊星歯車装置が備える前記サンギヤ又は前記キャリア又は前記リングギヤのうち、前記第1出力及び前記第2出力が伝達されるもの以外に取り付けられる第1駆動軸と、前記第2遊星歯車装置が備える前記サンギヤ又は前記キャリア又は前記リングギヤのうち、前記第1出力及び前記第2出力が伝達されるもの以外に取り付けられる第2駆動軸と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明に係る駆動装置は、この駆動装置を搭載する車両全体での燃料消費を抑制できる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態(以下実施形態という)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
なお、本発明は、内燃機関を動力発生手段とする駆動装置、電動機と熱機関とを組み合わせたいわゆるハイブリッド駆動装置、あるいは電動機を動力発生手段とするいわゆる駆動装置に対して適用できる。また、次の説明においては、乗用車、トラック、バスその他の車両に対して本発明を適用した場合を例とするが、本発明の適用対象はこのような車両に限定されるものではない。
この実施形態に係る駆動装置は、車両に搭載されて前記車両を駆動する駆動装置であって、例えば、ポンプと油圧モータとを含んで構成される油圧回路(流体圧力回路)と、この油圧回路を加圧する油圧回路加圧手段(流体圧力回路加圧手段)とを備え、この駆動装置を搭載する車両の停止時には、油圧回路を加圧する圧力を、車両が走行しているときよりも小さくする点に特徴がある。次に、この実施形態に係る駆動装置について説明する。
図1は、実施形態1に係る駆動装置を搭載した車両の構成を示す説明図である。図2は、図1の車両が備える駆動装置の構成を示す説明図である。図1に示す車両1は、出力発生手段である内燃機関5と、第1駆動装置10(詳細は図2参照)と、第2駆動装置30とを備える。車両1は、第2駆動装置30によって第1前輪(左側前輪)3L及び第2前輪(右側前輪)3Rが駆動される。
また、第2駆動装置30の出力軸35と第1駆動装置10の入力軸21とはプロペラシャフト20で連結されており、必要に応じて第1駆動装置10へ内燃機関5の出力が伝達される。これによって、必要に応じて第1駆動装置10によって、第1後輪(左側後輪)2L及び第2後輪(右側後輪)2Rが駆動される。
このように、この実施形態において、内燃機関5の出力は、第1駆動装置10又は第2駆動装置30のうち少なくとも一方を介して、車両1の車輪である左側後輪2L、右側後輪2R、左側前輪3L、右側前輪3Rに伝達される。なお、第1駆動装置10を介して車両1の左側前輪3L及び右側後輪3Rを駆動し、第2駆動装置30を介して車両1の左側後輪2L及び右側後輪2Rを駆動してもよい。
ここで、左右の概念は、車両1の進行方向(図1中の矢印A方向)を基準として判断する。すなわち、「左」又は「左側」とは、車両1の進行方向(図1中の矢印A方向)に対して左側をいい、「右」又は「右側」とは、車両1の進行方向に対して右側をいう(以下同様)。
第1駆動装置10、及び第2駆動装置30は、ECU(Electronic Control Unit)50によって制御される。この実施形態において、アクセル40pにより第1駆動装置10及び第2駆動装置30の出力が制御される。アクセル40pの開度は、アクセル開度センサ40により検出されて、ECU50へ取り込まれる。そして、アクセル開度センサ40からの信号によって内燃機関5の出力が制御される。
内燃機関5の出力は、第2駆動装置30が備える変速装置によって、回転数は減速され、またトルクは増大されて、左側前輪3Lや右側前輪3R等に伝達される。第2駆動装置30が備える変速装置は、車両1の走行条件に応じて変速比を自動的に切り替えることができる、いわゆる自動変速機能を備える。変速モード(選択可能な変速比の範囲や変速パターン)、停止モード等は、モードセレクト装置43Pによって選択することができる。モードセレクト装置43Pによって選択された変速モード等は、変速モードセンサ43によって検出され、ECU50に取り込まれる。
車両1が長時間停止するときには、サイドブレーキ42Pが用いられる。サイドブレーキセンサ42によってサイドブレーキ42Pの位置を検出することによって、サイドブレーキ42Pが用いられているか否かを判別できる。また、車両1の走行時に制動する場合には、ブレーキ41pを用いる。ブレーキ41pが踏み込まれて車両1が制動状態にあるか否かは、ブレーキセンサ41によって検出される。サイドブレーキセンサ42やブレーキセンサ41の出力は、ECU50に取り込まれて、車両1の各種制御に用いられる。
車両1の左側後輪2L、右側後輪2R、左側前輪3L、右側前輪3Rは、それぞれ第1後輪速度センサ45L、第2後輪速度センサ45R、左側前輪速度センサ46L、右側前輪速度センサ46Rによって各車輪の回転速度が検出される。これらのセンサによって検出された各車輪の回転速度は、ECU50に取り込まれて車輪のスリップ検出等に用いられる。
第1駆動装置10及び第2駆動装置30は、車両(例えば、乗用車やバス等)1に搭載される。この車両1は、通常走行時において、第2駆動装置30が前輪3L、3Rを駆動して走行し、例えば、第1、第2前輪3L、3Rに空転や横滑り等が発生した場合には、第1駆動装置10が第1、第2後輪2L、2Rを駆動する。このように、車両1は前輪駆動を基本として、必要に応じて第1、第2後輪2L、2Rを駆動されることによって、車両1が備える4輪全輪が駆動される。なお、第1駆動装置10のみを用いて、車両1の後輪2L、2Rのみを駆動したり、車両1の前輪3L、3Rのみを駆動したりしてもよい。次に、第1駆動装置10の構成を説明する。
第1駆動装置10は、プロペラシャフト20を介して入力軸21へ入力される内燃機関5の出力を、第1出力Fe1と第2出力Fe2とに分割する動力分割機構16、遊星歯車列で構成される第1遊星歯車装置(第1動力合成手段)11L及び第2遊星歯車装置(第1動力合成手段)11Rを備えている。そして、第1駆動装置10は、動力分割機構16で分割された内燃機関5の第1出力Fe1を第1、第2後輪2L、2Rに伝達して第1、第2後輪2L、2Rを駆動するとともに、第2出力Fe2の大きさを調整することで、第1、第2後輪2L、2Rに伝達される駆動力を変更する。
第1駆動装置10の入力軸21を介して入力される、動力発生手段である内燃機関5の出力Feは、まず動力分割機構16に入力されて、第1出力Fe1と第2出力Fe2とに分割される。動力分割機構16は、入力軸21に取り付けられる第1出力分割ギヤ16GOと、メインポンプ15に取り付けられ、これを駆動する第2出力分割ギヤ16GIとを含んで構成される。このような構成によって、動力分割機構16は、内燃機関5の出力Feを第1出力Fe1と第2出力Fe2とに分割し、分割した第1出力Fe1を入力軸21に取り付けられるかさ歯車装置22へ出力する。また、分割された第2出力Fe2は、メインポンプ15へ入力されて、これを駆動する。
かさ歯車装置22は、入力軸21に取り付けられる第1かさ歯車22Oと、第1かさ歯車22Oと噛み合って入力軸21に対して直交する方向に第1出力Fe1を伝達する第2かさ歯車22Iとを含んで構成される。第2かさ歯車22Iは、車軸23に取り付けられる。ここで、車軸23は、第1遊星歯車装置11Lのリングギヤ11Lrと、第2遊星歯車装置11Rのリングギヤ11Rrとを連結する。このような構成によって、動力分割機構16で分割された動力発生手段の第1出力Fe1は、左右後輪3L、3Rに伝達されて、左右後輪3L、3Rを駆動する。
なお、動力分割機構16は、チェーン及びスプロケット、あるいはベルト及びプーリーで構成してもよい。また、動力分割機構16は、例えば、変速比を可変とすることによって、動力の分割比を変更できるようにしてもよい。このようにすれば、入力軸21の回転数が低い場合には、これを増速してメインポンプ15に伝達できるので、入力軸21の回転数が低い場合でもメインポンプ15の流量を確保することができる。
このような構成によって、動力分割機構16は、内燃機関5の出力Feを、第1出力Fe1と第2出力Fe2とに分割する。そして、分割された第1出力Fe1が第1及び第2遊星歯車装置11L、11Rに出力され、また、第2出力Fe2がメインポンプ15に出力されて、これを駆動する。メインポンプ15からは作動油が吐出されて、第2出力Fe2は作動油のエネルギーに変換される。メインポンプ15から吐出される作動油は、第1動力変換手段である第1油圧モータ14L及び第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rに供給される。これによって、第2出力Fe2は、第1油圧モータ14L及び第2油圧モータ14Rの出力に変換され、第1遊星歯車装置(第1動力合成手段)11L、第2遊星歯車装置(第1動力合成手段)11Rで第1出力と合成されて、第1駆動装置10の駆動力となる。
第1及び第2油圧モータ14L、14Rは、メインポンプ15から動力伝達流体である作動油が供給されてトルクを発生する。第1油圧モータ14Lと第2油圧モータ14Rとは作動油flの流れに対して並列に配列されており、メインポンプ15から吐出された作動油flは、第1及び第2油圧モータ14L、14Rに供給される。第1油圧モータ14Lを通過した作動油fl、及び第2油圧モータ14Rを通過した作動油flは、合流した後、メインポンプ15に戻る。このように、この実施形態に係る第1駆動装置10においては、メインポンプ15と第1及び第2油圧モータ14L、14Rとが閉じた油圧回路(流体圧力回路)を構成する。そして、作動油flは、メインポンプ15と第1、第2油圧モータ14L、14Rとで構成される、閉じた油圧回路を循環する。
なお、第1油圧モータ14L及び第2油圧モータ14Rそれぞれに対応したメインポンプによって、第1及び第2油圧モータ14L、14Rに作動油flを供給してもよい。この場合、第1油圧モータ14Lと一方のメインポンプとで閉じた油圧回路を構成し、また、第2油圧モータ14Rともう一方のメインポンプとで閉じた油圧回路を構成する。
第1駆動装置10の車軸23は、第1遊星歯車装置11Lのリングギヤ11Lrと、第2遊星歯車装置11Rのリングギヤ11Rrとを連結する。このような構成によって、動力分割機構16で分割された動力発生手段の第1出力Fe1は、車軸23介して第1遊星歯車装置11Lのリングギヤ11Lr、第2遊星歯車装置11Rのリングギヤ11Rrに伝達される。
第1遊星歯車装置11Lのキャリア11Lcには、第1駆動装置10の第1駆動軸12Lが取り付けられている。また、第1駆動軸12Lには、左側後輪2Lが取り付けられている。第2遊星歯車装置11Rのキャリア11Rcには、第1駆動装置10の第2駆動軸12Rが取り付けられている。また、第2駆動軸12Rには、右側後輪2Rが取り付けられている。
第1遊星歯車装置11Lのサンギヤ11Lsには第1ギヤ13Lが取り付けられる。第1ギヤ13Lには、第1動力変換手段である第1油圧モータ14Lの出力軸(第1モータ出力軸)14SLに取り付けられる第1モータギヤ14GLが噛み合う。これによって、電動機4の第2出力Fm2は、第1油圧モータ14Lの出力に変換された後、第1ギヤ13L、第1モータギヤ14GLを介して第1遊星歯車装置11Lのサンギヤ11Lsに伝達される。
また、第2遊星歯車装置11Rのサンギヤ11Rsには第2ギヤ13Rが取り付けられる。第2ギヤ13Rには、第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rの出力軸(第2モータ出力軸)14SRに取り付けられる第2モータギヤ14GRが噛み合う。これによって、電動機4の第2出力Fm2は、第2油圧モータ14Rの出力に変換された後、第2ギヤ13R、第2モータギヤ14GRを介して第2遊星歯車装置11Rのサンギヤ11Rsに伝達される。
上記構成により、この実施形態に係る第1駆動装置10では、動力分割機構16で分割された内燃機関5の第2出力Fe2の一部で第1動力変換手段である第1油圧モータ14Lを駆動し、第1油圧モータ14Lを駆動した残りの第2出力によって第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rを駆動する。そして、第1油圧モータ14Lの出力と、動力分割機構16で分割された内燃機関5の第1出力Fe1の一部とを第1動力合成手段である第1遊星歯車装置11Lで合成し、また、第2油圧モータ14Rの出力と、第1遊星歯車装置11Lで合成された第1出力の残りの出力とを第2遊星歯車装置11Rで合成する。
すなわち、この実施形態に係る第1駆動装置10は、第1出力Fe1の一部と、第2出力Fe2の一部とを第1遊星歯車装置11Lで合成して駆動力として出力する。また、この実施形態に係る第1駆動装置10は、第1遊星歯車装置11Lで合成された第1出力Fe1の残りの出力と、第1遊星歯車装置11Lで合成された第2出力Fe2の残りの出力とを、第2遊星歯車装置11Rで合成して駆動力として出力する。これによって、第1、第2油圧モータ14L、14Rを介して、分割された第2出力Fe1の大きさを調整することによって、第1、第2遊星歯車装置11L、11Rに取り付けられる第1、第2駆動軸12L、12Rの駆動力を制御できる。
ここで、上記例においては、内燃機関5の第1出力Fe1を遊星歯車装置のリングギヤに伝達し、第2出力Fe2を遊星歯車装置のサンギヤに伝達し、また、第1、第2駆動軸12L、12Rは遊星歯車装置のキャリアに取り付けられる。しかし、第1出力Fe1、第2出力Fe2の伝達対象や、第1、第2駆動軸12L、12Rの取り付け対象は、上記例に限られるものではない。すなわち、第1出力Fe1を遊星歯車装置のキャリア又はサンギヤ又はリングギヤのうちいずれか一つに伝達し、残りのうち一つに第2出力Fe2を伝達するとともに、車輪に駆動力を伝達する駆動軸は、キャリア又はサンギヤ又はリングギヤのうち、第1出力Fe1及び第2出力Fe2が伝達されるもの以外に取り付けられていればよい。
この実施形態に係る第1駆動装置10において、入力軸21を介して内燃機関5の出力が入力されている場合に、分割された第2出力Fm2を用いて第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rに出力を発生させる。このようにすると、内燃機関5の第1出力Fe1によって発生する駆動力の反力を、第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rで受けることができる。これによって、第1駆動装置10は、第1駆動軸12L、第2駆動軸12Rへ駆動力を発生させ、左側後輪2L、右側後輪2Rを駆動する。
また、第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rの出力(トルク)を変化させることによって、第1駆動軸12L、第2駆動軸12Rの駆動力を変化させ、左側後輪2L、右側後輪2Rの駆動力を変化させることができる。なお、第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rが発生する出力(トルク)が0である場合には、左側後輪2L、右側後輪2Rには駆動力が発生しない。このように、第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rは、第1駆動装置10の第1駆動軸12L、第2駆動軸12Rに発生する駆動力を調整する、駆動力調整手段としての機能を有する。
この実施形態に係る第1駆動装置10が備える第1及び第2油圧モータ14L、14Rは、ピストン式の油圧モータであって、斜板の角度を変更することによってトルクを制御する、いわゆる斜板式油圧モータである。図2に示すように、第1油圧モータ14L及び第2油圧モータ14Rは、それぞれ第1斜板14PL、第2斜板14PRを備える。第1斜板14PLが、第1動力変換手段である第1油圧モータ14Lの出力変更手段(第1出力変更手段)となり、第2斜板14PRが、第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rの出力変更手段(第2出力変更手段)となる。なお、第1斜板14PL、第2斜板14PRは、それぞれ第1油圧モータ14L、第2油圧モータ14Rのトルクを変更する。
なお、第1及び14L第2油圧モータ14Rは、斜板式に限定されるものではなく、いわゆる斜軸式の油圧モータを用いてもよい。また、第1及び14L第2油圧モータ14Rは、これらの形式に限定されるものではなく、油圧モータの軸トルクを変更できるものであればよい。例えば、ラジアルピストン式の油圧モータを第1及び14L第2油圧モータ14Rとして用いてもよい。
メインポンプ15は、可変容量式のポンプであり、この実施形態においては、斜板式のアキシャルピストンポンプを用いている。メインポンプ15は、メインポンプ斜板15Pを備えており、メインポンプ斜板15Pの角度を調整することにより、メインポンプ15から吐出される作動油の流量を変更することができる。このように、メインポンプ斜板15Pは、メインポンプ15の流量変更手段として機能する。なお、メインポンプ15は、可変容量式のものであればよく、斜板式のアキシャルピストンポンプに限定されるものではない。例えば、ラジアルピストン式のポンプをメインポンプ15に用いることもできる。
第1、第2油圧モータ14L、14Rの第1斜板14PL、第2斜板14PR、及びメインポンプ15のメインポンプ斜板15Pは、それぞれ第1斜板駆動用アクチュエータ14AL、第2斜板駆動用アクチュエータ14AR、及びメインポンプ斜板駆動用アクチュエータ15Aによって駆動される。第1斜板駆動用アクチュエータ14AL、第2斜板駆動用アクチュエータ14AR及びメインポンプ斜板駆動用アクチュエータ15Aは、ECU50によって制御される。
この実施形態に係る第1駆動装置10は、油圧回路加圧手段(流体圧力加圧手段)であるブーストポンプ17を備える。ブーストポンプ17は、メインポンプ15と同様に可変容量式のポンプであって、例えば、斜板式のアキシャルピストンポンプを用いることができる。ブーストポンプ17は、リザーバタンク17RTから作動油flを吸引し、メインポンプ15と第1、第2油圧モータ14L、14Rとで構成される油圧回路へ吸引した作動油flを吐出する。これによって、メインポンプ15や第1、第2油圧モータ14L、14Rのシール部分から作動油flの漏れが発生した場合でも、前記油圧回路内の作動油flの量を一定に保つことができるので、前記油圧回路内の作動油flに気泡が混入することを回避する。ここで、ブーストポンプ17は、ブーストポンプ駆動用電動機25によって駆動される。ブーストポンプ駆動用電動機25は、ECU50内のブーストポンプ制御部60によって制御される(図1参照)。
この実施形態において、メインポンプ15と第1及び第2油圧モータ14L、14Rとは、第1動力伝達流体通路である第1作動油通路18Aと、第2動力伝達流体通路である第2作動油通路18Bとで接続されている。そして、第1作動油通路18Aには、第1作動油通路18A内における作動油の圧力を調整するために用いる第1の圧力調整手段として、第1リリーフ弁19Aが設けられる。また、第2作動油通路18Bには、第2作動油通路18B内における作動油の圧力を調整するために用いる第2の圧力調整手段として、第2リリーフ弁19Bが設けられる。第1及び第2リリーフ弁19A、19Bから噴出した作動油は、第1及び第2リターン通路26A、26Bを通ってリザーバタンク17RTへ戻される。そして、リザーバタンク17RTへ戻された作動油は、ブーストポンプ17によって再び前記油圧回路内へ戻される。
第1及び第2リリーフ弁19A、19Bは、設定圧力、すなわち作動油の放出圧力(リリーフ圧力)の設定値(リリーフ圧力設定値)を任意に変更することができる。第1及び第2リリーフ弁19A、19Bのリリーフ圧力を変更することで、第1、第2油圧モータ14L、14Rにおける作動油の入口側と出口側との圧力差(差圧)を変更することができる。
第1、第2油圧モータ14L、14Rのトルクは、前記差圧及び第1斜板14PL、第2斜板14PRの角度によって決定される。したがって、第1及び第2リリーフ弁19A、19Bのリリーフ圧力を変更して前記差圧を変更すれば、第1、第2油圧モータ14L、14Rのトルクを調整することができる。ここで、第1及び第2リリーフ弁19A、19Bのリリーフ圧力は、ECU50によって設定される。
第1作動油通路18Aには、第1作動油通路18A内における作動油の圧力を検出するために用いる第1の圧力検出手段として、第1圧力センサ43Aが設けられる。また、第2作動油通路18Bには、第2作動油通路18B内における作動油の圧力を検出するために用いる第2の圧力検出手段として、第2圧力センサ43Bが設けられる。第1及び第2圧力センサ43A、43Bの検出信号は、ECU50に取得されて、この実施形態に係る駆動力配分制御に用いられる。また、第1作動油通路18A、第2作動油通路18Bそれぞれには、それぞれの作動油通路内における作動油の温度(油温)を検出するために用いる第1油温センサ47A、第2油温センサ47Bが取り付けられる。
このように、この実施形態に係る第1駆動装置10は、動力発生手段の出力を分割する動力分割機構16によって動力発生手段である内燃機関5の出力を、第1出力Fe1と第2出力Fe2とに分割する。そして、第1出力Fe1を第1、第2遊星歯車装置11L、11Rを介して第1、第2駆動軸12L、12Rに出力するとともに、第2出力Fe2によって第1出力Fe1による駆動反力を受ける。これによって、第1及び第2駆動軸12L、12Rの駆動力を制御することができ、また、第1駆動軸12Lの駆動力と第2駆動軸12Rの駆動力との配分比を変化させることができる。さらに、内燃機関5の第2出力Fe2でメインポンプ15を駆動して第1及び第2油圧モータ14L、14Rにトルクを発生させて第1駆動軸12Lの駆動力と第2駆動軸12Rの駆動力とを変化させるため、第1駆動軸12Lの駆動力と第2駆動軸12Rの駆動力との配分比を広い範囲で変更できる。
また、動力分割機構16によって分割された内燃機関5の第1出力Fe1による駆動反力は、動力分割機構16によって分割された内燃機関5の第2出力Fe2によってメインポンプ15を駆動し、第1及び第2油圧モータ14L、14Rにトルクを発生させることで受ける。これによって、第1及び第2油圧モータ14L、14Rで直接第1及び第2駆動軸12L、12Rを駆動する場合と比較して、動力の伝達効率が向上する。
また、この実施形態に係る第1駆動装置10は、ブーストポンプ17をブーストポンプ駆動用電動機25で駆動する。これによって、車両1が停止している状態においても、第1駆動装置10の油圧回路内を加圧することができる。その結果、車両1の発進時から第1及び第2駆動軸12L、12Rに駆動力を発生させる必要がある場合においては、すみやかに第1及び第2駆動軸12L、12Rの駆動力が立ち上がるため、応答性が向上する。
上述したように、この実施形態に係る第1駆動装置10は、ブーストポンプ駆動用電動機25を用いてブーストポンプ17を駆動する。ここで、内燃機関5が運転している間、常にブーストポンプ17を駆動して第1駆動装置10が備える油圧回路を加圧すると、油圧回路を加圧する必要がない場合にもブーストポンプ駆動用電動機25を駆動し続ける結果、車両1全体の燃料消費が増加する。そこで、この実施形態においては、次に説明するブーストポンプ17による油圧回路の加圧制御を用いる。
この油圧回路の加圧制御は、車両1が停止しており、かつ車両1の変速装置が停止、又は中立にある場合には、油圧回路加圧手段であるブーストポンプ17の吐出圧力を、車両1の走行中よりも小さくする。このように、前記車両が備える変速装置の状態に基づいて車両1が停止直後に走行するか否かを判定するので、車両1が停止し、かつ車両1は所定期間走行しないことが明らかである場合(例えば、信号で停止している場合等)を確実に判別できる。
そして、このような場合には、所定期間、第1駆動装置10を駆動させる必要はないことが明らかなので、油圧回路を加圧する圧力、すなわちブーストポンプ17の吐出圧力を、車両1の走行時よりも低くして、ブーストポンプ17の駆動力を軽減する。その結果、油圧回路の加圧が不要な場合にはブーストポンプ17の駆動に要するエネルギーを低減できるので、車両1全体での燃料消費を抑制できる。
また、車両1が後退する場合(車両1の変速装置が後退にある場合)には、油圧回路加圧手段であるブーストポンプ17の吐出圧力を、車両1が前進で走行している場合よりも小さくしてもよい。車両1が後退する場合には、車両1の駆動に要する力は小さくて済むため、第1駆動装置10を駆動する必要はない。したがって、車両1が後退する場合にも、ブーストポンプ17の吐出圧力を車両1の走行時よりも低くして、ブーストポンプ17の駆動力を軽減する。その結果、油圧回路の加圧が不要な場合にはブーストポンプ17の駆動に要するエネルギーを低減できるので、車両1全体での燃料消費を抑制できる。次に、この油圧回路の加圧制御の手順を説明する。
図3は、実施形態1に係る油圧回路の加圧制御の手順を示すフローチャートである。この油圧回路の加圧制御を実行するにあたり、ECU50のブーストポンプ制御部60は、車両1のブレーキがONになっているか否かを判定する(ステップS101)。例えば、ブレーキ41pが踏み込まれているか、又はサイドブレーキ42Pが引かれているかの少なくとも一方であれば、車両1のブレーキがONになっていると判定する。
車両1のブレーキがONになっていない場合(ステップS101:No)、すなわち、車両1が制動状態にない場合には、一般に車両1は走行状態にあると判定できる。また、車両1が仮に停止している場合でも、車両1の運転者はアクセル40pを踏み込み、車両1を走行させる可能性がある。この場合、ブーストポンプ制御部60は、ブーストポンプ17の吐出圧力を、車両1の走行時と同等に維持する(ステップS105)。
車両1のブレーキがONになっている場合(ステップS101:Yes)、ブーストポンプ制御部60は、車速センサ44から車両1の走行速度(車速)Vcを取得し、予め定めた車速下限値αと比較する(ステップS102)。車速下限値αは、車両1が停止しているか否かを判定するための判断基準の一つとして用いるものであり、例えば、車速センサ44の検出下限値を用いることができる。
Vc≧αである場合(ステップS102:No)、まだ車両1は停止していないので、ブーストポンプ制御部60は、ブーストポンプ17の吐出圧力を車両1の走行時と同等にする(ステップS105)。Vc<αである場合(ステップS102:Yes)、車両1は停止していると判断できる。この場合、ブーストポンプ制御部60は、車両1の変速装置30TMが停止(P)、又は中立(N)にあるか否かを判定する(ステップS103)。
車両1の変速装置30TMが停止(P)、又は中立(N)にない場合(ステップS103:No)、車両1は停止しているが、その後車両1は所定期間走行しないとはいえない。例えば、車両1の運転者が停止信号(赤信号)で車両1を停止させたが、車両1の停止直後に信号が進行可能(青信号)となって走行を開始するような場合は、車両1の停止後、所定期間内に車両1が走行することになる。
このような場合にブーストポンプ17の駆動力を低減させて吐出圧力を低下させると、走行を開始した直後に第1駆動装置10を動作させる場合に、第1駆動装置10が駆動力を発生するまでの応答遅れが発生するおそれがある。したがって、車両1の変速装置30TMが停止(P)、又は中立(N)にない場合(ステップS103:No)、ブーストポンプ制御部60は、ブーストポンプ17の吐出圧力をP2、すなわち車両1の走行時と同等にする(ステップS105)。これによって、車両1が走行を開始する際に第1駆動装置10の作動が必要な場合には、迅速に第1駆動装置10に駆動力を発生させることができる。
車両1の変速装置30TMが停止(P)、又は中立(N)にある場合(ステップS103:Yes)、車両1は停止しており、かつ、車両1は所定期間走行しないことが明らかであると判断できる。例えば、停止信号で車両を停止させて変速装置30TMを中立(N)に設定した場合、車両1がある程度の期間停止すると予測され、かかる場合には、所定期間車両1を走行させないという車両1の運転者の意思があると判断できる。
このような場合、ブーストポンプ制御部60は、ブーストポンプ17の吐出圧力をP1、すなわち車両1の走行時よりも低くする(ステップS104)。ここで、P1<P2である。これよって、第1駆動装置10が備える油圧回路の加圧が不要な場合には、ブーストポンプ17の駆動に要するエネルギーを低減できるので、車両1全体での燃料消費を抑制できる。
ブーストポンプ17の吐出圧力を車両1の走行時よりも低下させるためには、ブーストポンプ制御部60が、ブーストポンプ斜板駆動用アクチュエータ17Aを動作させて、ブーストポンプ斜板17Pの斜板角を車両1の走行時よりも小さくする方法がある。また、ブーストポンプ制御部60が、ブーストポンプ駆動用電動機25の回転数を、車両1の走行時よりも低く設定して、ブーストポンプ17の吐出圧力を車両1の走行時よりも低下させてもよい。さらに、ブーストポンプ斜板17Pの斜板角及びブーストポンプ駆動用電動機25の回転数の両方を制御して、ブーストポンプ17の吐出圧力を車両1の走行時よりも低下させてもよい。ここで、ブーストポンプ17の吐出圧力を走行時よりも低下させることには、ブーストポンプ17の吐出圧力を0にすること(すなわちP1=0)も含まれる。
なお、車両1が後退する場合、すなわち、車両1の変速装置30TMが後退(R)にある場合には、ブーストポンプ17の吐出圧力を、車両1が前進で走行している場合よりも小さくしてもよい。車両1が後退する場合には、車両1の駆動に要する力は小さくて済むため、第1駆動装置10を駆動する必要はない。したがって、車両1が後退する場合にも、ブーストポンプ17の吐出圧力を車両1が前進で走行する場合よりも低くして、ブーストポンプ17の駆動力を軽減する。その結果、油圧回路の加圧が不要な場合にはブーストポンプ17の駆動に要するエネルギーを低減できるので、車両1全体での燃料消費を抑制できる。
ここで、車両1が、いわゆるアイドリングストップ機能を備える場合、アイドリングストップに有無を基準として、車両1が停止し、かつ車両1は所定期間走行しないことが明らかである状態か否かを判定してもよい。すなわち、アイドリングストップ時には、車両1が停止し、かつ車両1は所定期間走行しないことが明らかである状態と判断する。
上記手順は、車両1の変速装置30TMが自動変則装置である場合に適用するものであるが、この実施形態に係る油圧回路の加圧制御は、車両1の変速装置30TMが手動変速機、いわゆるマニュアルトランスミッションである場合にも適用できる。例えば、車両1のブレーキがONであり、かつ車両1が停止した状態で、変速装置が中立(N)かつクラッチが開放されている(動力発生手段と車輪との間に駆動力の伝達がない状態)場合には、車両1が停止し、かつ車両1は所定期間走行しないことが明らかである状態であると判定することができる。
以上、この実施形態に係る駆動装置(第1駆動装置)は、動力伝達流体供給手段と、この動力伝達流体供給手段から吐出される動力伝達流体のエネルギーを駆動力に変換する動力変換手段とを含んで構成される油圧回路と、この油圧回路を加圧する油圧回路加圧手段とを備え、車両の停止時には、油圧回路を加圧する圧力を、車両が走行しているときよりも小さくする。これによって、前記駆動装置を動作させる必要のないときには、動力変換手段を駆動するエネルギーを低減できるので、前記駆動装置を搭載する車両全体での燃料消費を抑制できる。なお、この実施形態で開示した構成を備えるものは、この実施形態と同様の作用、効果を奏する。また、この実施形態で開示した構成は、以下においても適宜適用することができる。
(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る第1駆動装置の構成を示す説明図である。実施形態2では、上記実施形態1で説明した油圧回路の加圧制御を適用できる駆動装置の他の例を説明する。実施形態2に係る第1駆動装置は、動力発生手段として電動機4を備え、電動機4の出力Fmを、動力分割機構16によって第1出力Fm1と第2出力Fm2とに分割して、第1及び第2動力合成手段である第1及び第2遊星歯車装置11L、11Rで合成するものである。
実施形態2に係る第1駆動装置10aは、電動機4の出力を第1出力Fm1と第2出力Fm2とに分割する動力分割機構16、遊星歯車列で構成される第1遊星歯車装置(第1動力合成手段)11L及び第2遊星歯車装置(第1動力合成手段)11Rを備えている。そして、第1駆動装置10aは、動力分割機構16で分割された電動機4の第1出力Fm1を第1、第2後輪2L、2Rに伝達して第1、第2後輪2L、2Rを駆動するとともに、第2出力Fm2の大きさを調整することで、第1、第2後輪2L、2Rに伝達される駆動力を変更する。
電動機4の出力Fmは、電動機4の第1電動機出力軸4SLに取り付けられる動力分割機構16によって第1出力Fm1及び第2出力Fm2に分割される。この実施形態に係る第1駆動装置が備える動力分割機構16は、第1出力分割ギヤ16GOと、これと噛み合う第2出力分割ギヤ16GIとを含んで構成される。第1出力分割ギヤ16GOは、電動機4の第1電動機出力軸4SL(第2電動機出力軸4SRでもよい)に取り付けられ、第2出力分割ギヤ16GIは、動力伝達流体供給手段であるメインポンプ15の入力軸に取り付けられる。
このような構成によって、動力分割機構16は、電動機4の出力Fmを第1出力Fm1と第2出力Fm2とに分割する。動力分割機構16によって分割された電動機4の第1出力Fm1は、第1電動機出力軸4SLと第2電動機出力軸4SRとから取り出される。第1電動機出力軸4SLは、第1遊星歯車装置11Lのリングギヤ11Lrに接続され、また、第2電動機出力軸4SRは、第2遊星歯車装置11Rのリングギヤ11Rrに接続される。これによって、電動機4の第1出力Fm1は、第1、第2電動機出力軸4SL、4SRを介して第1遊星歯車装置11Lのリングギヤ11Lr、第2遊星歯車装置11Rのリングギヤ11Rrに伝達される。また、第2出力Fm2がメインポンプ15に出力されて、これを駆動する。メインポンプ15からは作動油が吐出され、第1動力変換手段である第1油圧モータ14L及び第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rに供給される。これによって、第2出力Fm2は、第1油圧モータ14L及び第2油圧モータ14Rの出力に変換される。
上記構成により、この実施形態に係る第1駆動装置10では、動力分割機構16で分割された電動機4の第2出力Fm2の一部で第1動力変換手段である第1油圧モータ14Lを駆動し、第1油圧モータ14Lを駆動した残りの第2出力によって第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rを駆動する。そして、第1油圧モータ14Lの出力と、動力分割機構16で分割された電動機4の第1出力Fm1の一部とを第1動力合成手段である第1遊星歯車装置11Lで合成し、また、第2油圧モータ14Rの出力と、第1遊星歯車装置11Lで合成された第1出力の残りの出力とを第2遊星歯車装置11Rで合成する。
すなわち、この実施形態に係る第1駆動装置10は、第1出力Fm1の一部と、第2出力Fm2の一部とを第1遊星歯車装置11Lで合成して駆動力として出力する。また、この実施形態に係る第1駆動装置10は、第1遊星歯車装置11Lで合成された第1出力Fm1の残りの出力と、第1遊星歯車装置11Lで合成された第2出力Fm2の残りの出力とを、第2遊星歯車装置11Rで合成して駆動力として出力する。これによって、第1、第2油圧モータ14L、14Rを介して、分割された第2出力Fm1の大きさを調整することによって、第1、第2遊星歯車装置11L、11Rに取り付けられる第1、第2駆動軸12L、12Rの駆動力を制御できる。
この実施形態に係る第1駆動装置10は、油圧回路加圧手段であるブーストポンプ17を備える。ブーストポンプ17には、電動機4の第2電動機出力軸4SR(第1電動機出力軸4SLでもよい)に取り付けられるブーストポンプ駆動ギヤ17GOと噛み合うブーストポンプ入力ギヤ17GIが取り付けられている。そして、ブーストポンプ17は、電動機4の出力の一部によって駆動される。すなわち、電動機4がブーストポンプ駆動手段となる。なお、電動機4を用いず、ブーストポンプ17を駆動するための駆動手段(例えば電動機)を別個に用意してもよい。
この実施形態に係る第1駆動装置10aは、これを搭載する車両が停止しているときには、メインポンプ斜板15Pを0に設定するか、第1油圧モータ14Lの第1斜板14PL及び第2油圧モータ14Rの第2斜板14PRを0に設定することにより、第1及び第2駆動軸12L、12Rの駆動力を0にすることができる。あるいは、第1油圧回路の高圧側(メインポンプ15の吐出側)と低圧側(メインポンプ15の吸入側)との差圧を0とすることによって、第1及び第2駆動軸12L、12Rの駆動力を0にすることができる。第1油圧回路の高圧側と低圧側との差圧を0にするには、第1リリーフ弁19Aのリリーフ圧力設定値と第2リリーフ弁19Bのリリーフ圧力設定値とを等しくする。
第1及び第2駆動軸12L、12Rの駆動力を0にした状態で電動機4を駆動すれば、前記車両が停止している状態で、ブーストポンプ17を駆動することができる。これによって、この実施形態に係る第1駆動装置10aを搭載する車両が停止しているときにも、ブーストポンプ17を用いて、第1駆動装置10aが備える油圧回路を加圧することができる。
以上、実施形態2に係る駆動装置10は、動力発生手段として電動機4を備えるので、電動車両や、内燃機関と電動機/発電機とを組み合わせたいわゆるハイブリッド車両に対して適用することができる。また、実施形態2に係る第1駆動装置10aに対して実施形態1で説明した油圧回路の加圧制御を適用しても、実施形態1に係る第1駆動装置10(図2参照)の場合と同様の作用、効果を得ることができる。
(実施形態3)
図5、図6は、実施形態3に係る第1駆動装置を示す説明図である。図5、図6に係る第1駆動装置10c、10dは、上記実施形態1に係る第1駆動装置10(図2参照)とほぼ同様の構成であるが、第1動力変換手段である第1油圧モータ14Lと、第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rとで、直接左側後輪2Lと右側後輪2Rとを駆動する点が異なる。他の構成は、上記実施形態1に係る第1駆動装置10と同様である。
図5に示す第1駆動装置10cは、第1駆動軸12Lを介して、第1油圧モータ14Lの出力を左側後輪2Lに伝達し、また、第2駆動軸12Rを介して、第2油圧モータ14Rの出力を右側後輪2Rに伝達する。一方図6に示す第1駆動装置10dは、車輪の内部に油圧モータを備える。そして、第1インホイール油圧モータ14I_Lの出力は直接左側後輪2Lに伝達され、また、第2インホイール油圧モータ14I_Rの出力は、直接右側後輪2Rに伝達される。
入力軸21には、内燃機関や電動機等の動力発生手段が接続されており、動力発生手段の出力は、入力軸21及び動力伝達機構16c、16dを介してメインポンプ15に入力されて、これを駆動する。メインポンプ15は、作動油を吐出して第1、第2油圧モータ14L、14R、あるいは第1、第2インホイール油圧モータ14I_L、14I_Rを駆動する。また、ブーストポンプ17によって、第1駆動装置10c、10dが備える油圧回路内へ作動油が送られ、作動油への気泡混入を回避する。この実施形態に係る第1駆動装置10c、10dの動作を制御する際には、上記実施形態に係る駆動力配分制御を適用することができる。
以上、実施形態3では、第1動力変換手段である第1油圧モータ14Lと、第2動力変換手段である第2油圧モータ14Rとで、直接左側後輪2Lと右側後輪2Rとを駆動する。これによって、第1駆動装置の構成を簡略化することができる。また、実施形態3に係る第1駆動装置10c、10dに対して実施形態1で説明した油圧回路の加圧制御を適用しても、実施形態1に係る第1駆動装置10(図2参照)の場合と同様の作用、効果を得ることができる。
以上のように、本発明に係る駆動装置は、油圧回路を備える駆動装置に有用であり、特に、前記駆動装置を搭載した車両全体における燃料消費を抑制することに適している。
実施形態1に係る駆動装置を搭載した車両の構成を示す説明図である。 図1の車両が備える駆動装置の構成を示す説明図である。 実施形態1に係る油圧回路の加圧制御の手順を示すフローチャートである。 実施形態2に係る第1駆動装置の構成を示す説明図である。 実施形態3に係る第1駆動装置を示す説明図である。 実施形態3に係る第1駆動装置を示す説明図である。
符号の説明
1 車両
5 内燃機関
10、10a、10c、10d 第1駆動装置
11L 第1遊星歯車装置
11R 第2遊星歯車装置
11Lc、11Rc キャリア
11Ls、11Rs サンギヤ
11Lr、11Rr リングギヤ
12L 第1駆動軸
12R 第2駆動軸
14L 第1油圧モータ
14R 第2油圧モータ
15 メインポンプ
15A メインポンプ斜板駆動用アクチュエータ
15P メインポンプ斜板
16 動力分割機構
16c、16d 動力伝達機構
17 ブーストポンプ
20 プロペラシャフト
21 入力軸
22 かさ歯車装置
23 車軸
25 ブーストポンプ駆動用電動機
30TM 変速装置
35 出力軸

Claims (6)

  1. 車両に搭載されて前記車両を駆動する駆動装置であって、
    動力伝達流体を吸入して吐出する動力伝達流体供給手段と、前記動力伝達流体供給手段から吐出される動力伝達流体のエネルギーを、前記駆動装置の駆動力に変換する動力変換手段とを含む流体圧力回路と、
    前記流体圧力回路を加圧するとともに、前記車両の停止時には、前記流体圧力回路を加圧する圧力を、前記車両が走行しているときよりも小さくする流体圧力回路加圧手段と、
    を含むことを特徴とする駆動装置。
  2. 前記流体圧力回路加圧手段は、
    前記車両が所定期間走行しないことが明らかな場合に、前記流体圧力回路を加圧する圧力を、前記車両が走行しているときよりも小さくすることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
  3. 前記車両が所定期間走行しないことが明らかな場合は、前記車両が備える変速装置の状態によって判定することを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
  4. さらに、前記流体圧力回路加圧手段は、
    前記車両が後退する場合には、記流体圧力回路を加圧する圧力を、前記車両が前進で走行しているときよりも小さくすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の駆動装置。
  5. 動力発生手段の出力を第1出力と第2出力とに分割する動力分割機構と、
    前記第1出力の一部と、前記第2出力の一部とを合成し、駆動力として出力する第1動力合成手段と、
    前記第1動力合成手段で合成された前記第1出力の残りの出力と、前記第1動力合成手段で合成された前記第2出力の残りの出力とを合成し、駆動力として出力する第2動力合成手段と、を備え、また、
    前記動力変換手段は、前記第2出力の一部によって駆動される第1動力変換手段と、第1動力変換手段を駆動した残りの前記第2出力によって駆動される第2動力変換手段とで構成され、
    前記第1動力合成手段は、前記第1出力の一部と、第1動力変換手段を介して出力される前記第2出力の一部とを合成し、また、前記第2動力合成手段は、前記第1動力合成手段で合成された前記第1出力の残りの出力と、前記第2動力変換手段を介して出力される、前記第1動力合成手段で合成された前記第2出力の残りの出力とを合成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動装置。
  6. 前記第1動力合成手段は、サンギヤと、キャリアと、リングギヤとを構成要素として備える第1遊星歯車装置であり、また、前記第2動力合成手段は、サンギヤと、キャリアと、リングギヤとを構成要素として備える第2遊星歯車装置であって、
    前記動力分割機構は、前記第1出力を前記キャリア又は前記サンギヤ又は前記リングギヤのうちいずれか一つに伝達し、残りの構成要素のうち一つに前記第2出力を伝達し、また、
    前記第1遊星歯車装置が備える前記サンギヤ又は前記キャリア又は前記リングギヤのうち、前記第1出力及び前記第2出力が伝達されるもの以外に取り付けられる第1駆動軸と、
    前記第2遊星歯車装置が備える前記サンギヤ又は前記キャリア又は前記リングギヤのうち、前記第1出力及び前記第2出力が伝達されるもの以外に取り付けられる第2駆動軸と、
    を含んで構成されることを特徴とする請求項5に記載の駆動装置。
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