JP2013519572A - 油圧電気ハイブリッド駆動系 - Google Patents

Abstract

静圧駆動システムと流体連通した油圧ポンプ、および静圧駆動モータに接続された複数の牽引装置のうちの少なくとも１つに接続されたエンジンを備える車両が提供される。車両は、残りの複数の牽引装置のうちの少なくとも１つに連結された電気機械に連結されたバッテリーも有する。電気機械は、車両を推進するためのモータとして、またはバッテリーを充電するための発電機として作用する。車両には、牽引装置に各々運転可能に接続された油圧駆動システム及び電気駆動システムが備わっている。動力は、牽引装置間のグランドカップリングの手段によって、第１の駆動システムから第２の駆動システムへと伝達可能であってもよい。
【選択図】図１

Description

以下の開示は、概して車両牽引および補助システムに関する。具体的には、以下の開示は、牽引システムおよび他の油圧アクチュエータに動力を与えるエンジン動力油圧システムを有する車両の駆動システムおよび運転モードに関する。

従来の移動式空中作業プラットフォームなどの車両は、車両に動力源を提供するために、しばしばディーゼルエンジンなどの、内燃機関エンジン（ＩＣＥ）を含む。一般的には、エンジンのピーク馬力は、車両を運転するため、例えば、推進力のため、空中作業プラットフォームを展開する等のために十分な動力を提供するのに十分でなければならない。しかしながら、ピーク馬力は、頻繁には使用されない。例えば、エンジンのピーク馬力は、時間の１０％未満の機械のデューティサイクルにより要求される。したがって、エンジンは、従来の車両によって実行されるほとんどの運転に対して過大なものとなる。これにより、従来の車両は、ほとんどの運転を実行するために必要とされるよりも、購入および運転するには重く、大きく、かつ高価すぎる。

ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は、一般にガソリンオットーサイクルエンジンなどのエンジンと、所望の運転状態に基づいてモータおよび発電機のうちの一方として運転可能な電気機械との組み合わせを使用する。エンジンおよび電気機械は、直列の構成および／または並列の構成で配設されてもよい。従来の直列のハイブリッド駆動系は、ＨＥＶをモータとして車輪を駆動するように機能する電気機械のみをともなって推進する。電気機械（モータリング）は、バッテリーパックから、またはエンジンによって動作する発電機から一般に電力を受け取る。バッテリーパックは搭載されたエネルギー貯蔵を提供し、エンジンおよび/または電気機械（発電機として作用する）によって提供された動力を使用して、ならびに制動している間に回収したエネルギー、すなわち回生制動から再充電される。従来の直列のハイブリッド駆動系のエンジンは、バッテリーパックがピーク運転動力のために必要な追加的な動力を供給するので、平均駆動動力の要件を満たすだけでよい。

従来のＨＥＶの並列ハイブリッド駆動系は、エンジンおよび駆動モータまたは発動機として運転可能な電気機械の両方を有する。並列駆動系では、エンジンからのトルク、電気機械のモータリング、またはこの２つの組み合わせが車両を推進するように、エンジンは機械的に駆動車輪に連結される。回生制動は、バッテリーパックを再充電するために一般的に使用される。駆動力の要求が低いとき、バッテリーパックを最充電するため、ならびに車両を推進するために必要なトルクを提供するためにエンジンは電気機械を発電機として回してもよい。

本発明の実施形態は、油圧ポンプに運転可能に接続されたエンジンを有する車両を含む。油圧ポンプは、静圧駆動システムと流体連通する。車両は、複数の牽引装置を有し、牽引装置のうちの少なくとも１つは、静圧駆動システムの静圧駆動モータに運転可能に接続される。車両は、残りの複数の牽引装置のうちの少なくとも１つに運転可能に連結された電気機械も有する。電気機械は、バッテリーに電気的に連結される。電気機械は、機械的動力を前記牽引装置に出力するモータとして運転可能であり、電気的動力をバッテリーに出力する発電機として運転可能である。牽引装置は、支持表面上で車両を支持する。

本発明の別の実施形態は、油圧ポンプに接続されたエンジンを有する車両を含み、油圧ポンプは、第１の静圧駆動モータおよび第２の静圧駆動モータと流体連通し、加圧された作動流体をそれらに供給する。車両は、各々の牽引装置が、静圧駆動モータのうちの１つに運転可能に接続された、牽引装置の第１の対を有する。車両は、バッテリーに連結された第１の電気機械および第２の電気機械も有し、各々の電気機械は、機械的動力を出力するためにモータとして運転可能であり、かつ電気的動力をバッテリーに出力するために発電機として運転可能である。車両は、各々が電気機械のうちの１つに連結された牽引装置の第２の対を有する。牽引装置は、支持表面上で車両を支持する。

さらなる実施形態では、車両は、エンジンが、少なくとも１つの静圧駆動モータと流体連通し加圧された作動流体をそれに供給する第１の油圧ポンプに接続された第１の油圧駆動システムを有する。静圧駆動モータは、第１の牽引装置に接続される。車両は、バッテリーに電気的に連結された、機械的動力を出力するためにモータとして運転可能であり、かつ電気的動力をバッテリーに出力するために発電機として運転可能である、少なくとも１つの電気機械を備える第２の電気駆動システムも有する。電気機械は、第２の牽引装置に連結される。第１の牽引装置および第２の牽引装置は、支持表面上で車両を支持する。

図１は、本発明の一実施形態による二重駆動システムを含む車両の側面図である。 図２は、図１に示される車両の概略上面平面図である。 図３は、二重駆動システムを含む車両の別の実施形態の側面図である。 図４は、二重駆動システムを含む車両のさらに別の実施形態の側面図である。 図５は、本発明の実施形態による二重駆動システムの概略図である。

必要に応じて、本発明の詳細な実施形態は、本明細書に開示されるが、しかしながら、開示された実施形態は、様々な代替的な形態で具象化されてもよい本発明の単なる例示にすぎないことを理解されたい。図面は、必ずしも原寸に比例せず、いくつかの特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために、誇張されるか、または最小化される場合がある。したがって、本明細書に開示された、特定の構造的なおよび機能的な詳細は、制限するものとしては解釈されないが、単に特許請求の範囲に対する代表的な基盤として、および/または当業者が本発明を様々に使用するための教示に対する代表的な基盤としてのみ解釈される。

図１〜図４は、油圧電気ハイブリッド駆動系を有する、あるいは二重駆動システムとして知られる空中作業プラットフォームの様々な実施形態を示す。図１は、本開示による二重駆動システムを含む車両１００の実施形態の側面図である。図２は、図１に示される車両１００の上面平面図である。車両１００は、空中作業プラットフォーム、起伏の多い地形用伸縮式ロードハンドラ、または支持表面Ｓに対して負荷Ｌを持ち上げるのに適切な他の車両、実用車である。負荷Ｌは、例えば、持ち上げられることが要求される場合がある１人以上の人員、１つ以上の工具、貨物、または任意の適切な材料である。支持表面Ｓは、車両１００がその上を走行することができる、舗装された地面、もしくは舗装されていない地面、道路、歩道などのエプロンもしくは駐車場、構造物の内側または外側の床、または他の適切な表面である。

図１では、車両１００は、プラットフォーム１１０、シャーシ１２０、ならびにプラットフォーム１１０とシャーシ１２０とを連結する支持組立体１５０を含む。図１に示されるプラットフォーム１１０は、デッキ１１２の上に載置された手すり１１４を備えるデッキ１１２を含む。かかるプラットフォーム１１０は、１人以上の人員および彼らが必要とする場合がある任意の工具または補給品を運ぶことに特に適する。本開示のある特定の他の実施形態によると、プラットフォーム１１０は、負荷Ｌを運ぶために適切に構成された他の構造物であってもよい。

シャーシ１２０は、一般的にフレーム１２２、および車輪１３０などの、少なくとも３つの牽引装置を含む。図示された実施形態は４つの車輪１３０を備える車両を示すが、支持表面Ｓを行き来するために、車両はより多くの、もしくはより少ない車輪、またはベルトおよびスプロケットを有する無限軌道などの他の牽引装置を有してもよい。牽引装置（図１には個別の車輪１３０ａ〜１３０ｄが示される）は、支持表面Ｓに対してフレーム１２２を支持し、支持表面Ｓに対してシャーシ１２０を移動させるように構成される。

車輪１３０の各々は、それぞれのトルク源により個別に駆動される。例えば、図１および図２に示されるように、第１の車輪１３０ａは、第１の静圧駆動モータ１３２ａによって駆動され、第２の車輪１３０ｂは第２の静圧駆動モータ１３２ｂによって駆動され、第３の車輪１３０ｃは第１の電気機械１３４ａに運転可能に連結され、第４の車輪１３０ｄは第２の電気機械１３４ｂに運転可能に連結される。電気機械は、動力もしくはトルクを出力するためにモータとして、または動力もしくはトルク入力を使用して電気を発電するために発電機として運転することができる。一実施形態では、電気機械は、交流（ＡＣ）機械であってもよい。別の実施形態では、第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、活軸、死軸、差動ギヤを有する駆動システムなど（電気機械１３４ｂの想像線、および図２から取り外された電気インバータ／コントローラ１６２ｂにより示される）である、軸１３６に接続された単一の機械１３４によって駆動されてもよい。別の実施形態では、車両１００は、３つの車輪１３０のみを有し、かつ少なくとも１つの車輪１３０ａは静圧駆動モータ１３２により駆動され、少なくとも１つの他の車輪１３０ｃは電気機械１３４により駆動される。第３の車輪、この場合１３０ｂは、惰性で動いてもよく、静圧駆動モータもしくは電気機械のいずれかで駆動されてもよく、または中実軸などを介して他の車輪のうちの１つに連結されてもよい。さらに別の実施形態では、車両１００は、車輪または軌道を含む複数の牽引装置１３０を有する。複数の牽引装置１３０の一部は、少なくとも１つ静圧駆動モータ１３２を含む静圧駆動システムによって駆動され、牽引装置１３０の残りは、少なくとも１つの電気機械１３４によって駆動される。

図２に示すように、静圧駆動モータ１３２を備える第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂは、シャーシ１２０に対して操舵可能であり、電気機械１３４を備える第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、操舵可能ではない。他の実施形態では、電気機械１３４ａおよび１３４ｂは、操舵可能な車輪に運転可能に連結され、かつ静圧駆動モータ１３２は、操舵可能ではない車輪を駆動していてもよく、または４つのすべての車輪１３０がシャーシ１２０に対して操舵可能であってもよい。

図１および図２は、個々に車輪１３０のハブの中に組み込まれる、静圧駆動モータ１３２および電気機械１３４を示す。しかしながら、ある特定の他の実施形態は、操舵できない車輪が共通の駆動モータを場合など、個々に駆動されない車輪を含んでもよい。さらに他の実施形態は、例えば、駆動シャフト、ユニバーサルジョイント等により、シャーシ上に支持されかつ回転可能に車輪に連結された、静圧駆動１３２および電気機械１３４を含んでもよい。

静圧駆動モータ１３２は、油圧モータ、またはトルクを生成するために加圧された作動流体を使用する他の適切な装置を含んでもよい。さらに、静圧駆動モータは、定容量形モータまたは可変容量形モータを含んでもよい。本発明によるある特定の他の実施形態は、静圧駆動モータ１３２の代わりにトルク源として、永久磁石直流（ＤＣ）電気モータ、または他の電気モータを含む。

シャーシ１２０は、エンジン１４０、第１の油圧ポンプ１４２ａ、第２の油圧ポンプ１４２ｂ、およびバルブ１４４を支持する。エンジン１４０は、内燃機関（ＩＣＥ）、ガスタービン、スターリングエンジン、蒸気機関、または当該技術で既知の他の動力源である。シャーシ１２０は、バッテリー、およびインバータ／コントローラ１６２ａおよび１６２ｂなどの、電気動力源１６０も支持する。本開示によるある特定の実施形態に対するこれらの特徴間の関係は、図５に関してより詳細に以下に記述される。

一実施形態によると、エンジン１４０は、従来の空中作業プラットフォームに対して要求される馬力の約半分の動力出力を有するディーゼルエンジンである。例えば、従来の空中作業プラットフォームが５０馬力以上を必要とする場合、エンジン１４０は、約１０〜２５キロワット（約１３．４〜３３．５馬力）の動力出力を有する可能性があり、約１８．５キロワット（２４．８馬力）であってもよい。エンジン１４０は、複数の定速のうちの１つで動作してもよく、変化する速度で動作してもよく、あるいは一定の速度、または、例えば、燃料効率を最大にすることになるものなどの、動力出力もしくはトルク出力で動作してもよい。

油圧ポンプ１４２は、可変容量形ポンプ、定容量形ポンプ、負荷感知形ポンプ、圧力補正ポンプ、ギヤポンプ、または加圧された作動流体の流れを作り出すために、エンジン１４０により駆動される他の適切な装置である。バルブ１４４は、第１の油圧ポンプ１４２ａから静圧駆動モータ１３２への、加圧された作動流体の流れを制御するための、分流器／合流器、または別の適切なバルブである。一代替案では、牽引制御が問題ではない場合には、バルブ１４４は、油圧ティーで代用することができる。別の代替案では、第１の油圧ポンプ１４２ａは、一対の油圧ポンプで代用されてもよく、牽引制御の目的を達成するために各々がそれぞれ単一の車輪１３０を駆動する。静圧モータ１３２は、直列に配管されてもよく、または並列に配管されてもよい。油圧ループ１５６内の他のバルブ（図示せず）は、機能マニホールド１５５を使用して支持組立体１５０の動きを制御するために、第２の油圧ポンプ１４２ｂからの加圧された作動流体の流れを制御するために使用することができる（図５に示される）。

支持組立体１５０は、プラットフォーム１１０とシャーシ１２０とを連結し、プラットフォーム１１０を、収容位置とシャーシ１２０に対して展開した位置との間で移動するように構成される。図示した実施形態では、支持組立体１５０は、多関節ブームセグメント１５２ａおよび１５２ｂを備える、ブーム１５２を含む。ブームセグメント１５２ａは、その端部において、それぞれフレーム１２２およびブームセグメント１５２ｂに対して、ピン１５４ａおよび１５４ｂにより枢動的に連結される。ブームセグメント１５２ｂは、その端部において、それぞれブームセグメント１５２ａおよびプラットフォーム１１０に対して、ピン１５４ｂおよび１５４ｃにより枢動的に連結される。機能マニホールド１５５内で加圧された作動流体により駆動される、油圧バルブおよび油圧アクチュエータ（図示せず）のシステムは、プラットフォーム１１０を収容位置と展開位置との間で移動するために、プラットフォーム１１０およびフレーム１２２に対してブームセグメント１５２ａおよび１５２ｂを移動するように、十分理解された方法で使用される。

バッテリー１６０は、所望の電圧を供給するため、および所望の貯蔵容量を提供するために、直列および／または並列に配設した複数のバッテリーセル、またはバッテリーモジュールを含んでもよい。例えば、バッテリー１６０は、電気モータ１３４に動力を与えるために適切な電圧範囲内で電圧を供給する。簡単に言うと、バッテリー１６０は、任意の適切な形態の電気貯蔵器を含み、これは、本明細書に記述された搭載されたシステムのうちの少なくとも１つ、および（他の電源から電気動力を受け取る給電所への接続などの）外部電源により一般に再充電可能である。

バッテリー１６０の公称バッテリー電圧は、約９６〜３００ボルトＤＣ、または別の一般的なバッテリー電圧であってもよい。また、バッテリー１６０の容量は、約５００アンペア時と同程度であるか、または車両１００ピーク駆動動力の約５０％を供給するため、および／もしくはエンジン１４０を動作せずに車両１００を運転するために要求される駆動動力の１００％を供給するために別の適切な容量である。バッテリー１６０は、エンジン１４０を運転せずに２〜８時間の通常業務を提供するようにサイズ設定されてもよい。エンジン１４０を運転できない状態で車両１００を運転することが意図されない場合、バッテリー１６０の容量は、減少してもよい。バッテリーは、そうでなければ排気が害を与えるかもしれない場所に、車両１００を屋内使用に対応するように、設計されてもよい。

インバータ／コントローラ１６２は、電気機械１３４をバッテリー１６０に電気的に連結する。これらの電気的な連結は、双方向的である。特に、インバータ／コントローラ１６２は、バッテリー１６０からの電気供給によりモータとして運転するための電気機械１３４に動力を与えることができ、またはインバータ・コントローラ１６２は、発電機として作用する電気機械１３４によって発電された電気によりバッテリー１６０を再充電することができる。

図３および図４は、本発明による車両の他の実施形態の側面図である。図３では、支持組立体１５０’は、図１および図２の多関節ブーム１５０の代わりに、伸長可能なマストを含む。支持組立体１５０’は、プラットフォーム１１０（概して図３に示される）を展開するように相互に対して伸長可能であり、プラットフォーム１１０を収容するために、相互に対して格納可能である、複数のセグメント１５２’を含む。図４では、支持組立体１５０”は、図１および図２の多関節ブーム１５０の代わりに、シザーズ装置を含む。支持組立体１５０”は、プラットフォーム１１０を展開するために広がり、プラットフォーム１１０を収容するために畳まれる、リンケージとして互いにピン留めされた複数のセグメント１５２”を含む。それ以外は、図１および図２のものと同様な図３および図４の特徴は、同様の参照番号により示される。他の実施形態では、負荷を持ち上げるのを容易にするために、伸縮式ブーム部材、または他のリンケージが、追加的もしくは代替的に含まれてもよい。油圧電気ハイブリッド駆動系システムを使用してもよい他の種類の装置としては、静圧フロントエンドローダ、スキッドステアローダ、ホイールエクスカベータなどが挙げられる。

ハイブリッド静圧駆動車両１００を提供するために、電気駆動の構成要素が、既存の従来の車両に後から加えられても、または後から組み込まれてもよい。後からの組み込みには、ハイブリッドシステムに必要とされる、バッテリー１６０の追加、電気機械１３４およびコントローラ１６２を含むための牽引装置１３０の改造、ならびに運転モードを備える電子コントローラ１６６のプログラミング、等が含まれる場合がある。電気駆動構成要素は、既存の従来の車両内にパッケージ化されることになる。

図５は、二重駆動車両１００の実施形態の態様の回路図を示す。二重駆動車両１００第１の駆動システム１４５は、内燃機関１４０、第１の油圧ポンプ１４２ａおよび第２の油圧ポンプ１４２ｂ、一対の静圧駆動モータ１３２、および一対の車輪１３０を有する。代替の実施形態では、１つの静圧駆動モータ１３２のみが使用され、かつ差動ギヤなどを使用して一対の車輪１３０に接続されてもよい。二重駆動車両１００の第２の駆動システム１４６は、電気機械１３４、一対の車輪１３０、バッテリー１６０、およびインバータ／コントローラ１４８を有する。

エンジン１４０は、両方の油圧ポンプ１４２を回転させる。第１の油圧ポンプ１４２ａは、エンジン１４０に接続され、エンジン１４０により駆動される。第２の油圧ポンプ１４２ｂは、スプライン接続、ピギーバック接続などの、トルクカップリングを通して、第１の油圧ポンプ１４２ａに接続される。いくつかの実施形態では、第２の油圧ポンプ１４２ｂも、エンジン１４０により直接駆動されてもよい。エンジン１４０も、バッテリー１６０とは分離されたスターターシステムおよびバッテリー（図示せず）に接続されてもよい。他の実施形態では、エンジン１４０のためのスターターシステムは、バッテリー１６０に接続される。

第１の油圧ポンプ１４２ａは、加圧された作動流体を静圧駆動モータ１３２のいずれか、または両方に、静圧駆動ループ１４７を介して供給する。静圧駆動ループ１４７のバルブ１４４は、加圧された作動流体を、静圧駆動モータ１３２に均等に、または異なるように導き、加圧された作動流体の流れを逆にする、例えば、第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂの駆動を逆にすることもできる。静圧ループ１４７は、ほとんどの状況の下で、車両１００によって要求される駆動動力の全てを提供する。車両１００により追加的な駆動動力が必要とされ得、電気機械１３４の使用が必要とされ得るときの、可能性のある状況の２つの例としては、第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂによる不適切な牽引（すなわち、これらの車輪のうちの一方または両方が、支持表面Ｓの上で滑っている）、および車両１００がその上で運転されている勾配が、ある特定の割合（すなわち、車両１００のその上での運転が定格となっている最大勾配の５０％）を越えたときが挙げられる。

第２の油圧ポンプ１４２ｂは、機能マニホールド１５５に、油圧ループ１５６を通して、加圧された作動流体を供給する。第２の油圧ポンプ１４２ｂ、および対応する油圧ループ１５６は、第１の油圧ポンプ１４２ａと静圧駆動ループ１４７を備える共通の貯油槽システム１５７を共用する。代替的に、２つの油圧ポンプ１４２およびそれらに対応する駆動ループ１４７、１５６は、貯油槽システムを共用せず、相互とは分離し、所望する場合、２つの油圧作動流体の使用を可能にする。

インバータ／コントローラ１６２は、電気機械１３４をバッテリー１６０に連結する。インバータ／コントローラ１６２が、第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂのいずれかが滑っていることを検出すると、インバータ／コントローラ１６２は、バッテリー１６０により電気機械１３４に動力を与える。したがって、電気機械１３４は、第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂの駆動動力に加えて、第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄを駆動する。インバータ／コントローラ１６２は、第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂにより、静圧駆動モータ１３２に供給される加圧された作動流体の流量による電気機械１３４からのエンコーダ軸受のフィードバックを比較することによって、滑りを検出してもよい。加圧された作動流体の流量は、車両コントローラ（図示せず）によりポンプ１４２ａの斜板を制御するコイルに供給される制御電流と関連して既知である。第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂの滑りを検出するための他の技法、方法、またはセンサは、適切であると見なされるように使用されてもよい。

インバータ／コントローラ１６２が、支持表面Ｓ上で、車両１００の遅れた移動の必要性を検出した場合、例えば、車両１００を下向きの傾斜上で運転するとき、インバータ・コントローラ１６２は、電気機械１３４のいずれかまたは両方を、回生制動のために発電機として運転することができる。回生制動の間、第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、発電機として機能する電気機械１３４で電流を発生する、電気機械１３４を逆駆動する。インバータ／コントローラ１６２は、必要に応じて、その電流をバッテリー１６０を再充電するために使用する。

１２０／２４０ボルトの壁のコンセント、または他の電源などの、外部動力源からバッテリー１６０を再充電するために、分離された充電システム１６４（図５に想像線で示される）が、車両１００に使用されてもよい。例えば、バッテリー１６０が低い充電状態である場合、充電システム１６４が、バッテリー１６０を充電するために使用されてもよい。充電システム１６４は、車両１００の外部であってもよく、または搭載されて位置付けられていてもよい。

車両１００は、いくつかの運転モードを有する。電気制御システム、またはモジュール１６６は、所望の運転モードを決定する、運転モードを開始する、または運転モード間で切り替えるために使用されてもよい。電気制御システム１６６は、ユーザインターフェース、保守インターフェース、システム制御等を提供することができる。第１の運転モードでは、エンジン１４０は、第１の油圧ポンプ１４２ａが加圧された作動流体を、支持表面Ｓ上で、シャーシ１２０を推進するために第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂを駆動する静圧駆動モータ１３２に供給するように、第１の油圧ポンプ１４２ａを回転する。第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、転がり、かつ支持表面Ｓと相互作用して、第１の機械１３４ａおよび第２の機械１３４ｂを発電機として逆駆動する。発電機として機能する第１の機械および第２の機械１３４は、インバータ／コントローラ１６２を介してバッテリー１６０を再充電する。

第２の駆動システム１４７の第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、支持表面Ｓを介して、第１の駆動システム１４５の第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂに回転可能に連結される。したがって、バッテリー１６０を再充電する動力は、主として支持表面Ｓを介して「グランドカップリング」を通して提供される。本開示では、「グランドカップリング」という句は、バッテリー１６０を再充電する発電機として機能する、第１の機械１３４ａおよび第２の機械１３４ｂを逆駆動するように、支持表面Ｓ上を転がる第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄを一般に意味する。

第１の運転モードでは、車両１００のエネルギーは、主としてバッテリー１６０を再充電するために変換されたエネルギーを提供する。車両１００は、下向きに斜いた支持表面Ｓの上を走行することにより、および／またはエンジン１４０の使用を通して、エネルギーを得る。支持表面Ｓの下向きの斜面、または勾配が、重力が車両１００のエネルギーを増加するような場合、バッテリー１６０を再充電するための電気機械１３４を通して、回生制動を適用することができる。

第２の運転モードでは、エンジン１４０は、第１の油圧ポンプ１４２ａが加圧された作動流体を、第１の静圧駆動モータ１３２ａおよび第２の静圧駆動モータ１３２ｂに供給し、それにより支持表面Ｓ上で、車両１００を推進するために第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂを駆動するように第１の油圧ポンプ１４２ａを回転する。バッテリー１６０は、追加的にシャーシ１２０を推進するために、支持表面Ｓ上で第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄを駆動するために、モータとして電気機械１３４に動力を与える。

第２の運転モードでは、第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、駆動動力を第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂの駆動動力に加える。第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂのいずれか、または両方が牽引力を失ったとき、すなわち、滑り始めたとき、および／または第１の運転モードの間に車両１００が減速したとき、第２の運転モードが呼び出されてもよい。後者の状況は、例えば、重力が車両１００を減速させる傾向があるように、車両１００が支持表面Ｓの上りの傾斜勾配に遭遇したときに生じる場合がある。

エンジン１４０は、エンジン効率を上げるためにしばしばほぼ安定した出力で運転される。車両１００を推進するためには必要のない、エンジン１４０による過剰な動力出力があるとき、過剰の動力は、電気機械１３４を発電機として逆駆動してバッテリー１６０を充電するために、グランドカップリングを通して電気駆動システムへ、静圧駆動システムから伝達されてもよい。所望するように車両１００を推進するためにエンジン１４０から推進する十分な動力がないとき、追加的な動力が、モータとしての電気機械１３４から提供されてもよい。モータとして機能する電気機械１３４による車両１００に対する動力を増強するこの能力により、従来の空中作業プラットフォームに一般的に備わっているものより小さいエンジン１４０を可能にする。車両１００による要求される動力の変化は、モータとしてまたは発電機として機能する電気機械１３４により管理されてもよい一方で、エンジン１４０は、所望の範囲内の概して安定した動力出力で動作する。エンジン１４０のみが車両１００に動力を与えているとき、車両１００は、２輪駆動（２ＷＤ）構成で運転されてもよく、電気機械１３４ａ、１３４ｂのみが車両１００に動力を与えているとき、車両１００は、２ＷＤ構成で運転されてもよく、必要に応じて、４輪駆動（４ＷＤ）構成、または全輪駆動（ＡＷＤ）構成で運転されてもよい。

車両１００の第３の運転モードは、エンジン１４０を運転せずに、電気のみのモードで運転する。第１の電気機械１３４ａおよび第２の電気機械１３４ｂは、バッテリー１６０からの動力を、支持表面Ｓ上で車両１００を推進するために、車輪１３０ｃおよび車輪１３０ｄを駆動するために使用するようにモータとして機能する。エンジン１４０を運転しない第３の運転モードは、車両１００をある時間期間排気なしで運転することを可能にする。第３の運転モードに対する運転時間は、一般にバッテリー１６０の容量に関係する。バッテリー１６０は、車両１００の電気のみの使用の後、第１の運転モードで運転している車両１００を通して、または車両１００が装備している場合、外部充電システム１６４を使用してバッテリー１６０を充電することのいずれかにより再充電することができる。

エンジン１４０は、第３の運転モードでは燃焼生成物を排出せず、これは、車両１００をエンジン１４０からの排気が望ましくない状況で運転する場合、有利である場合がある。例としては、車両１００を建物の中で、および／または騒音公害が望ましくないイベントの近傍での運転が挙げられる。第３の運転モードは、車両１００を短い距離を移動することだけが必要なときなど、エンジン１４０を始動するのがあまり望ましくない状況でも有利である場合がある。

第４の運転モードでは、エンジン１４０は、第１の油圧ポンプ１４２ａが加圧された作動流体を、支持表面Ｓ上で、シャーシ１２０を推進するために第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂを駆動する静圧駆動モータ１３２に供給する第１の油圧ポンプ１４２ａを回転する。第３の車輪１３０ｃおよび第４の車輪１３０ｄは、転がり、かつ支持表面Ｓと相互作用し、第１の電気機械１３４ａおよび第２の電気機械１３４ｂは惰性で動く。エンジン１４０からの動力を使用して車両１００は駆動される。

車両１００に対する第５の運転モードは、プラットフォーム１１０上の負荷Ｌを持ち上げることなどの運転のために、バルブおよびアクチュエータのシステムである、機能マニホールド１５５の使用を可能にする。第２の油圧ポンプ１４２ｂを駆動し、加圧された作動流体を機能マニホールド１５５に提供するために、エンジン１４０を運転する。エンジン１４０は、加圧された作動流体を、シャーシ１２０を牽引するために第１の車輪１３０ａおよび第２の車輪１３０ｂを支持表面Ｓ上で駆動する静圧駆動モータ１３２に供給するために、第１の油圧ポンプ１４２ａを駆動してもよい。代替的に、車両１００は、機能マニホールド１５５の使用の間静止していてもよく、または電気機械１３４の手段により推進されてもよい。

他の実施形態によると、エンジン１４０は、バッテリー１６０を補足的に充電するためのオルタネータ（図示せず）を有してもよく、オルタネータは、オルタネータの電圧出力をバッテリー１６０の電圧よりも高い電圧に昇圧するための変換機を含んでもよい。エンジン１４０を備える第１の駆動システム１４５は、動力を油圧ポンプ１４２ａおよび１４２ｂに提供するために、遊星歯車装置、または他のトルク伝達装置もしくはトルク分割装置などの、変速装置（図示せず）も有する。

静圧制動は、多くの状況の下で、回生制動によって置き換えられるが、しかしながらいくつかの実施形態では、静圧制動も依然利用可能である。回生制動の使用は、エネルギーを回収し、かつ静圧駆動ループ１４７の構成要素の摩耗を低減する場合がある。１つの駆動システムが故障した場合、もう一方のシステムが独立して車両を推進することができる。

本発明の実施形態が図示され記述されたが、これらの実施形態は本発明の全ての可能な形態を図示および記述することを意図していない。むしろ、本明細書に使用された語句は、制限ではなく、説明の語句であり、発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われてもよいことが理解される。さらに、様々な実装される実施形態の特徴は、本発明のさらなる実施形態を形成するために組み合わせられてもよい。

Claims (20)

1. 静圧駆動システムに流体連通した油圧ポンプに運転可能に接続されたエンジンと、
   複数の牽引装置であって、前記装置のうちの少なくとも１つは、前記静圧駆動システムの静圧駆動モータに運転可能に接続される複数の牽引装置と、
   前記残りの複数の牽引装置のうちの少なくとも１つに運転可能に連結される電気機械であって、前記電気機械は、バッテリーに電気的に連結され、前記電気機械は、機械的動力を前記牽引装置に出力すべくモータとして運転可能であり、電気的動力を前記バッテリーに出力すべく発電機として運転可能な電気機械と
   を備える車両において、
   前記牽引装置が、支持表面上で前記車両を支持することを特徴とする車両。
2. 請求項１に記載の車両において、前記油圧ポンプと流体連通し、加圧された作動流体をそこから受け取り機能を実行する油圧バルブおよびアクチュエータのシステムをさらに備えることを特徴とする車両。
3. 請求項１に記載の車両において、前記残りの複数の牽引装置のうちの別の１つに、運転可能に接続された第２の静圧駆動モータをさらに備え、前記第２の静圧駆動モータは、前記油圧ポンプと流体連通しそこから加圧された作動流体を受け取ることを特徴とする車両。
4. 請求項３に記載の車両において、前記残りの複数の牽引装置のうちの別の１つを運転可能に連結した第２の電気機械をさらに備え、前記第２の電気機械は、前記バッテリー、機械的な動力を前記牽引装置に出力すべくモータとして運転可能であり、かつ電気的な動力を前記バッテリーに出力すべく発電機として運転可能である前記電気機械に電気的に連結されることを特徴とする車両。
5. 請求項１に記載の車両において、前記エンジンが、前記エンジンの出力を安定化させるために、モータおよび発電機のうちの１つとして前記電気機械を使用することにより、所望の出力範囲内で運転されることを特徴とする車両。
6. 請求項１に記載の車両において、外部電源から前記バッテリーへ動力を出力するように構成される充電器をさらに備えることを特徴とする車両。
7. 請求項１に記載の車両において、前記エンジンに運転可能に連結された第２の油圧ポンプをさらに備え、油圧バルブおよびアクチュエータのシステムと流体連通し加圧された作動流体をそれに供給する前記第２の油圧ポンプを特徴とする車両。
8. 第１の運転モードで運転可能である請求項１に記載の車両において、前記エンジンが、前記油圧ポンプに動力を与えるよう構成され、それにより、前記静圧駆動モータに加圧された作動流体を供給し、前記車両を前記支持表面にわたって推進すべく前記静圧駆動モータに接続された前記牽引装置を駆動し、前記牽引装置が、電気動力を前記バッテリーに出力するために、発電機として前記電気機械に動力を与えるべく、前記支持表面と相互作用する前記電気機械に連結されることを特徴とする車両。
9. 第２の運転モードで運転可能である請求項１に記載の車両において、前記エンジンが、前記油圧ポンプに動力を与えるよう構成され、それにより、前記静圧駆動モータに加圧された作動流体を供給し、前記車両を前記支持表面にわたって推進すべく前記静圧駆動モータに接続された前記牽引装置を駆動し、前記バッテリーは、前記第１の電気機械に連結された前記牽引装置を駆動するために、モータとして前記電気機械に動力を与えるよう構成され、かつ追加的に前記支持表面にわたって前記車両を推進することを特徴とする車両。
10. 前記車両を推進すべく第３の運転モードで運転可能である請求項１に記載の車両において、前記電気機械は、モータとして機能するよう構成され、前記支持表面にわたって前記車両を推進すべく前記電気機械に連結された前記牽引装置を駆動するためにバッテリー動力を使用し、
    前記車両は、前記エンジンを運転せずに電気を使用して運転するように構成されることを特徴とする車両。
11. 第４の運転モードで運転可能である請求項１に記載の車両において、前記エンジンは前記油圧ポンプに動力を与えるよう構成され、それにより加圧された作動流体を前記静圧駆動モータに供給し、前記車両を前記支持表面にわたって推進するために、前記静圧駆動モータに接続された前記牽引装置を駆動し、
    前記電気機械が、惰性で動くように構成されることを特徴とする車両。
12. 第５の運転モードをさらに備える請求項７に記載の車両において、前記エンジンは、前記第２の油圧ポンプに動力を与えるように構成され、それにより加圧された作動流体を、機能を実行するために前記油圧バルブおよびアクチュエータのシステムに供給することを特徴とする車両。
13. 請求項１に記載の車両において、エンジン起動回路に動作可能に接続された第２のバッテリーをさらに備えることを特徴とする車両。
14. 第１の静圧駆動モータと第２の静圧駆動モータとに流体連通し加圧された作動流体をそれに供給する油圧ポンプに接続されたエンジンと、
    各々の牽引装置が、前記静圧駆動モータのうちの１つに運転可能に接続された、牽引装置の第１の対と、
    各々の電気機械が、機械的動力を出力するためにモータとして運転可能であり、かつ電気的動力を前記バッテリーに出力するために発電機として運転可能である、バッテリーに電気的に連結された第１の電気機械および第２の電気機械と、
    各々の牽引装置が、前記電気機械のうちの１つに運転可能に接続された、牽引装置の第２の対とを備える車両において、
    前記牽引装置が、前記支持表面上で前記車両を支持することを特徴とする車両。
15. 請求項１４に記載の車両において、前記第１の電気機械および第２の電気機械が、既存の油圧車両への組み込みのプロセスの間に、前記車両上に構成されたことを特徴とする車両。
16. 第１の牽引装置に運転可能に連結された少なくとも１つの静圧駆動モータと流体連通しそれに加圧された作動流体を提供する油圧ポンプに接続されたエンジンを有する油圧駆動システムと、
    バッテリーに電気的に連結された少なくとも１つの電気機械を有する電気駆動システムであって、前記電気機械は、機械的動力を出力するためにモータとして運転可能であり、かつ電気的動力を前記バッテリーに出力するために発電機として運転可能であり、前記電気機械は第２の牽引装置に運転可能に連結される、電気駆動システムとを備える車両において、
    前記第１の牽引装置および前記第２の牽引装置が、支持表面上で前記車両を支持することを特徴とする車両。
17. 請求項１６に記載の車両において、前記第１の牽引装置と前記第２の牽引装置との間のグランドカップリングの手段により、前記油圧駆動システムから前記電気駆動システムへと動力が変換可能であることを特徴とする車両。
18. 請求項１７に記載の車両において、前記第１の油圧駆動システムと流体連通する油圧バルブおよびアクチュエータのシステムをさらに備えることを特徴とする車両。
19. 第１の運転モードで運転可能である請求項１７に記載の車両において、前記第１の油圧駆動システムが、前記支持表面にわたって前記車両を推進するように構成され、前記第２の電気駆動システムが前記バッテリーに電気動力を出力するように構成されることを特徴とする車両。
20. 第２の運転モードで運転可能である請求項１７に記載の車両において、前記第１の油圧駆動システムが、前記支持表面にわたって前記車両を推進するように構成され、前記第２の電気駆動システムが前記支持表面にわたって前記車両を追加的に推進するように構成されることを特徴とする車両。

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