JP2017121890A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】動力源からの出力を固定的に分配する動力分配装置であっても、複数の駆動装置毎に要求される動力が動力分配装置を介してそれぞれ供給される車両を提供する。
【解決手段】車両は、動力源２の出力軸、第１駆動装置３の入力軸および無段変速装置５の入力軸夫々に、所定の減速比で固定された状態で分配可能な動力分配装置６とを備え、前記第１駆動装置３の入力軸の回転速度に関する第１指示値３４を出力するように構成された第１指示装置３２と第２駆動装置４の入力軸のトルクに関する第２指示値４４を出力するように構成された第２指示装置４２と、制御装置９は前記第１指示装置３２から出力される前記第１指示値３４に応じて前記動力源２の出力を制御するように構成された出力制御部９Ａと、前記第２指示装置４２から出力される前記第２指示値４４に応じて前記無段変速装置５の変速比を制御するように構成されたトルク制御部９Ｃとを含む。
【選択図】図１

Description

本開示は、動力分配装置を備える車両に関する。

従来から、動力源からの出力を複数の駆動装置に分配する動力分配装置を備える車両が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンからの出力を動力分配装置によって互いに均等な独立した二つの動力に分割し、車両の左右のスプロケット（駆動装置）を回転せしめる車両に関する発明が開示されている。

特開昭５８−４３８６５号公報

特許文献１が開示する車両のように、エンジンからの動力を均等に分配する動力分配装置では、分配比が固定的なので、エンジンの出力を操縦者の意図するように適切に分配することは難しい。このため、動力源からの出力を第１駆動装置と第２駆動装置とに分配する車両において、第１駆動装置に分配される出力と第２駆動装置に分配される出力とを車両の走行状態に応じて適正に変化させることは出来ない。したがって、例えば、動力源からの出力を第１駆動装置（ウォータジェット）と第２駆動装置（駆動輪）とに分配して走行する水陸両用車両において、ウォータジェットによって所定の推進力を維持しながら駆動輪のトルクを上昇させて水上から岩礁やサンゴ礁などに上陸するなど、運転状況に応じてエンジン出力を適宜分配するような走行を行うことは困難である。

なお、操縦者の意図するよう駆動装置を作動させるためには動力分配装置の分配比を可変とすることも考えられるが、動力分配装置や制御が複雑になる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、動力源からの出力を固定的な減速比で分配する動力分配装置であっても、動力源の出力を複数の駆動装置に操縦者の意図するように適切に分配し、複数の駆動装置毎に要求される動力が動力分配装置を介して駆動装置のそれぞれに供給される車両を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る車両は、
動力源と、
前記動力源の出力によって駆動するように構成されている第１駆動装置と、
前記動力源の出力によって駆動するように構成されている第２駆動装置と、
前記第２駆動装置の入力軸に伝達される回転速度を無段階に変速可能な無段変速装置と、
前記動力源の出力軸に連結されるとともに、前記第１駆動装置の入力軸および前記無段変速装置の入力軸に連結され、前記動力源の出力軸と、前記第１駆動装置の入力軸および前記無段変速装置の入力軸とが、夫々所定の減速比で固定された状態で、前記動力源の出力を前記第１駆動装置および前記第２駆動装置に分配可能な動力分配装置と、
前記第１駆動装置の入力軸の回転速度に関する第１指示値を出力するように構成された第１指示装置と、
前記第２駆動装置の入力軸のトルクに関する第２指示値を出力するように構成された第２指示装置と、
前記動力源の出力および前記無段変速装置の変速比を制御可能な制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１指示装置から出力される前記第１指示値に応じて、前記動力源の出力を制御するように構成された出力制御部と、
前記第２指示装置から出力される前記第２指示値に応じて、前記無段変速装置の変速比を制御するように構成された変速制御部と、を含む。

上記（１）の構成によれば、動力源からの出力を、車両を駆動する２つの駆動装置に分配する動力分配装置を備えた車両において、第１駆動装置の入力軸の回転速度に関する第１指示値を出力するように構成された第１指示装置と、第２駆動装置の入力軸のトルクに関する第２指示値を出力するように構成された第２指示装置の２系統の指示装置を備え、第１駆動装置の入力軸の回転速度が第１指示値に応じた回転速度となるように動力源の出力が制御されると共に、第２駆動装置の入力軸のトルクが第２指示値に応じたトルクとなるように無段変速装置の変速比が制御される。ここで、動力分配装置は、動力源の出力軸と第１駆動装置の入力軸および無段変速装置の入力軸との減速比が、夫々所定の減速比で固定された状態で、動力源の出力を第１駆動装置および第２駆動装置に分配するように構成される。
このため、例えば、第１指示装置から所定の第１指示値が出力されている状態で、第２指示装置を操作して無段変速装置の変速比を制御（大きく）した場合であって、これに伴って無段変速装置の入力軸の回転速度が変動（減少）する場合には、この無段変速装置の入力軸と動力分配装置を介して連結されている第１駆動装置の入力軸の回転速度も変動（減少）しようとする。こうした場合であっても、第１駆動装置の入力軸の回転速度が第１指示値に応じた回転速度となるように動力源の出力が制御されているので、動力源の出力が変動（増加）して第１駆動装置の入力軸の回転速度の変動（減少）が補償されると共に、動力源の出力が変動（増加）した分は、第２指示値に応じたトルク（牽引力）として無段変速装置を介して第２駆動装置に伝達される。
このように、上記（１）の構成によれば、２系統の指示装置からの夫々の指示値に応じて動力源からの出力を第１駆動装置および第２駆動装置に適正に分配することが出来る。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記第１駆動装置の入力軸の実回転速度を検出可能な回転速度検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第１指示装置から出力される前記第１指示値に対応する要求回転速度と、前記回転速度検出装置によって検出される実回転速度とが一致するように、前記動力源の出力を制御するように構成されている。
上記（２）の構成によれば、回転速度検出装置からの実回転速度のフィードバックに応じて動力源の出力が制御されるので、要求回転速度に従うように第１駆動装置を駆動することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記第２駆動装置の入力軸の実トルクを検出可能なトルク検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第２指示装置から出力される前記第２指示値に対応する要求トルクと、前記トルク検出装置によって検出される実トルクとが一致するように、前記無段変速装置の変速比を制御するように構成されている。
上記（３）の構成によれば、トルク検出装置からの実トルクのフィードバックに応じて無段変速装置の変速比が制御されるので、要求トルクに従うように第２駆動装置を駆動することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）の構成において、
前記制御装置は、前記第２指示装置から出力される前記２指示値と、前記要求トルクとの関係が対応づけられたトルクマップを有し、前記トルクマップに基づいて、前記第２指示値に対応する前記要求トルクを求めるように構成されている。
上記（４）の構成によれば、トルクマップにより第２指示値と要求トルクの関係を対応づけることができ、操作量に応じた所望のトルクを第２駆動装置に生じさせることができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）から（４）の構成において、
前記無段変速装置の入力軸に設けられ、前記動力分配装置と前記無段変速装置との間における動力の伝達を接続および遮断可能なクラッチ装置をさらに備え、
前記クラッチ装置は、
前記第２指示装置から出力される第２指示値が所定値以下のときは、前記動力分配装置と前記無段変速装置との間における動力の伝達を遮断するように作動し、
前記第２指示装置から出力される第２指示値が前記所定値よりも大きいときは、前記動力分配装置と前記無段変速装置との間における動力の伝達を接続するように作動するよう構成されている。
上記（５）の構成によれば、第２指示値が所定値よりも大きいときに限り、動力分配装置と無段変速装置との間における動力の伝達が接続される。第２指示値が所定値以下のときは動力分配装置と無段変速装置との間における動力の伝達は遮断され、動力源の出力は全て第１駆動装置に伝達される。このため、例えば第２駆動装置の要求トルクがゼロのときに、第２駆動装置に所定の動力が伝達されることを防ぐことができ、燃費が向上するなど動力源の出力を有効に活用することが出来る。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）の構成において、
前記第１駆動装置および前記第２駆動装置は、車両に推進力を付与するための駆動装置からなる。
上記（６）の構成によれば、第１駆動装置および前記第２駆動装置を有する、水陸両用車両、災害用車両、建機など、複数の駆動装置を備える車両に対して、上記（１）から（５）の構成が適用される。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記第１駆動装置は、水上にある車両に推進力を付与するように構成されている水上推進装置からなり、
前記第２駆動装置は、地面に接地した状態で回転することで車両に推進力を付与するように構成されている駆動輪からなる。
上記（７）の構成によれば、車両に駆動力を付与するための駆動装置として、水上推進装置と駆動輪の２つの駆動装置を有する水陸両用車両が提供される。このため、例えば岩礁やサンゴ礁などの従来は上陸が困難であった地形であっても、第１指示装置を操作して水上推進装置によって所定の推進力で車両を岩礁やサンゴ礁に押し付けながら、第２指示装置を操作して駆動輪のトルク（牽引力）を徐々に増加させていき、岩礁やサンゴ礁を乗り越えるといったような運転が可能となる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）の構成において、
前記動力源の出力によって駆動するように構成されている第３駆動装置と、
前記第３駆動装置の入力軸に伝達される回転速度を無段階に変速可能な第２無段変速装置と、
前記第３駆動装置の入力軸の回転速度に関する第３指示値を出力するように構成された第３指示装置と、をさらに備え、
前記動力分配装置は、前記動力源の出力軸に連結されるとともに、前記第１駆動装置の入力軸、前記無段変速装置の入力軸、および前記第３駆動装置の入力軸に連結され、前記動力源の出力軸と、前記第１駆動装置の入力軸、前記無段変速装置の入力軸、および前記第３駆動装置の入力軸とが、夫々所定の減速比で固定された状態で、前記動力源の出力を前記第１駆動装置、前記第２駆動装置、および前記第３駆動装置に分配可能に構成され、
前記制御装置は、
前記第３指示装置から出力される前記第３指示値に応じて、前記第２無段変速装置の変速比を制御するように構成された第２変速制御部をさらに含む。
上記（８）の構成によれば、３以上の複数の駆動装置を備える車両であっても、複数の駆動装置毎に要求される動力が動力分配装置を介してそれぞれ供給される車両を提供することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）の構成において、
前記第１駆動装置、前記第２駆動装置、前記第３駆動装置の少なくとも１つは、荷物を昇降可能に構成された荷役装置、又は車両に備え付けられた荷台またはミキサードラムを傾動または回転可能に構成された荷台装置からなる。
上記（９）の構成によれば、荷役装置や荷台装置に十分な動力を供給することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、本発明の少なくとも一実施形態は、動力源からの出力を固定的な減速比で分配する動力分配装置であっても、動力源の出力を複数の駆動装置に操縦者の意図するように適切に分配し、複数の駆動装置毎に要求される動力が動力分配装置を介して駆動装置のそれぞれに供給される車両が提供される。

本発明の一実施形態に係る車両の構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る水上を推進する車両がサンゴ礁から上陸しようとする状況を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るサンゴ礁からの上陸時の車両の制御フローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置による車両の上陸時におけるアクセルペダルの操作前までの水上推進時の動力伝達を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置による車両の上陸時におけるアクセルペダル操作時（過渡期）における動力伝達を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置による車両の上陸時における動力伝達を示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置による車両の制御フローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る３以上の駆動装置を備える車両の構成を概略的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「同一」、「等しい」、「一致」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両１の構成を概略的に示す断面図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る水上を推進する車両１がサンゴ礁１０２から上陸しようとする状況を説明する図である。図１〜図２に例示される車両１は水陸両用の車両１である。この車両１は、動力源２と、車両１の駆動装置としての第１駆動装置３、第２駆動装置４を備えており、図１〜図２では、第１駆動装置３はウォータジェットやプロペラなどの推進装置３、第２駆動装置４は履帯やタイヤなどの駆動輪４として示される。この推進装置３によって水上にある車両１に推進力が付与され、また、駆動輪４が地面に接地した状態で回転することで車両１に推進力が付与される。

そして、動力源２からの出力は動力伝達装置によって推進装置３と駆動輪４に伝達されるよう構成されており、動力源２からの出力によって各駆動装置は駆動される。この動力伝達装置として、車両１は、無段変速装置５と、動力分配装置６と、複数の駆動軸（２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ）を含んでいる（図１参照）。また、車両１は、推進装置３のためのスロットルレバー３２と、駆動輪４のためのアクセルペダル４２と、制御装置９を備えており、これらの装置によって車両１は制御される（図１参照）。

動力源２は、内燃機関などの熱機関（エンジン）であり、動力源２において燃料と空気の燃焼により発生する熱エネルギーは、動力源２に連結された出力軸２Ａを回転させる運動エネルギー（出力）として取り出される。そして、この動力源２の出力によって、推進装置３と駆動輪４は駆動される。具体的には、動力源２の出力軸２Ａの回転は、次に説明する動力分配装置６を介して推進装置３の入力軸３Ａと駆動輪４の入力軸４Ａに伝達されることにより、各駆動装置が駆動される。

動力分配装置６は、動力源２からの出力を分配して各駆動装置に伝達する。すなわち、動力分配装置６は動力源２の出力軸２Ａに連結されると共に、動力源２から伝達される出力を各駆動装置に伝達するために、推進装置３の入力軸３Ａおよび無段変速装置５の入力軸５Ａにもそれぞれ連結されている。また、動力分配装置６において、動力源２の出力軸２Ａと各駆動装置へ向けた入力軸３Ａ、５Ａとは、夫々所定の減速比で固定された状態で連結されている。このような連結によって、入力軸３Ａに分配される出力（動力）に応じて推進装置３は駆動され、水上において車両１を推進させる。一方、駆動輪４に向けて分配される出力は、動力分配装置６に連結される入力軸５Ａによって無段変速装置５に伝達された後、無段変速装置５に連結される入力軸４Ａによって駆動輪４に伝達され、駆動輪４を駆動させる。

なお、このような動力分配装置６は、例えば、動力分配装置６の出力軸２Ａに設置され、この出力軸２Ａと共に回転する歯車６２（歯数はＣ２）などを備え、この歯車６２は、推進装置３の入力軸３Ａに設置され、この入力軸３Ａと共に回転する歯車６３（歯数はＣ３）と連結すると共に、無段変速装置５の入力軸５Ａに設置され、この入力軸５Ａと共に回転する歯車６４（歯数はＣ４）とにも同時に連結するように構成されても良い。歯車には限定されず、歯車を周知な動力伝達部としても良い。

この無段変速装置５は、駆動輪４の入力軸４Ａに伝達される回転速度を無段階に変速可能な装置であり、指示に従って駆動輪４のトルクを制御する。すなわち、車両１は、特定の運転状況（運転環境）においては、アクセルペダル４２の操作量に応じて駆動輪４（駆動輪４の入力軸４Ａ）のトルクを指示することが可能に構成されている。そして、アクセルペダル４２からの指示（第２指示値４４）が制御装置９（後述）に入力されると、制御装置９によって、この指示値（第２指示値４４）に応じたトルクが駆動輪４に生じるように無段変速装置５は制御される。例えば、無段変速装置５は、第２指示値４４によってより大きなトルクが要求されている場合にはトルクが増加するよう制御（変速後の回転速度は減少）され、より小さなトルクが要求されている場合にはトルクが減少するよう制御（変速後の回転速度は増加）される。

なお、無段変速装置５は周知なものを適用することが可能であり、例えば、ＨＭＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）であってもよい。

一方、車両１は、スロットルレバー３２の操作量によって推進装置３の出力を指示することが可能にも構成されており、スロットルレバー３２からの指示（第１指示値３４）が制御装置９に入力されると、制御装置９によって、この指示値（第１指示値３４）に応じた回転速度で推進装置３（推進装置３の入力軸３Ａ）が回転するように動力源２の出力が制御される。例えば、動力源２の出力は、第１指示値３４によってより速い回転速度が要求されている場合には回転速度が増加するように増大され、より遅い回転速度が要求されている場合には、回転速度が減少するように減少させられる。

制御装置９は、上記のように入力される、スロットルレバー３２からの第１指示値３４やアクセルペダル４２からの第２指示値４４に基づいて動力源２を制御する。このため、制御装置９は、動力源２の出力を制御する出力制御部９Ａと、回転速度制御部９Ｂと、トルク制御部９Ｃを備えている。なお、制御装置９は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）であっても良い。

出力制御部９Ａは、回転速度制御部９Ｂからの命令に基づいて、動力源２の出力を制御する。回転速度制御部９Ｂには、スロットルレバー３２から出力される第１指示値３４が入力され、第１指示値３４に基づいて動力源２の出力に関する制御パラメータを決定し、出力制御部９Ａに上記の命令を行う。一方、トルク制御部９Ｃには、アクセルペダル４２から出力される第２指示値４４が入力され、この第２指示値４４に基づいて変速比を決定し無段変速装置５に命令することで、その変速比を制御する。なお、動力源２の出力に関する制御パラメータは燃料噴射量を含んでいても良い。また、無段変速装置５に対する命令は、ＨＳＴの場合には、油圧ポンプの斜板の角度を変えるための命令であっても良い。

このような構成によって、複数の駆動装置毎に要求される動力が動力分配装置６を介して駆動装置のそれぞれに供給される。そして、水陸両用の車両１が、例えば、推進装置３を用いて水上を推進している時から上陸しようとする場合など、特定の運転状況おいては、推進装置３と駆動輪４が駆動可能となっている。この際、推進装置３の出力はスロットルレバー３２の操作量に応じた第１指示値３４によって指示されており、駆動輪４のトルクはアクセルペダル４２の操作量に応じた第２指示値４４によって指示されている。これらの指示は制御装置９にそれぞれ入力されている。そして、制御装置９は、スロットルレバー３２の第１指示値３４に応じた回転速度で推進装置３の入力軸３Ａが回転するように動力源２の出力を制御する。また、制御装置９は、アクセルペダル４２からの第２指示値４４に応じたトルクが駆動輪４の入力軸４Ａに生じるように無段変速装置５を制御する。

そして、図２に例示されるように水上１０１を推進する車両１において、図３に例示されるような制御が可能となり、従来上陸が困難であったサンゴ礁１０２などの地形であっても上陸することができるようになる。すなわち、図２の例示では、推進装置３を用いて水上１０１を移動している水陸両用車両１（破線で示される車両１）が、その後、サンゴ礁１０２から上陸しようとする状況が示されており、そのためにサンゴ礁１０２に接触している状態となっている（実践で示される車両１）。また、サンゴ礁１０２に上陸する際には、推進装置３と駆動輪４による推進が可能なように車両１は構成されている。図２の例示においては、水上を移動する車両１の推進装置３は、例えば時計回りの回転方向３６に回転しており、上陸しようとする状況においては、推進装置３と共に、駆動輪４が時計回りの回転方向４６に回転している。

車両１が上陸しようとする状況においては、図４Ａに例示されるように、上陸地点（サンゴ礁１０２）に到達するために、車両１は、スロットルレバー３２からの第１指示値３４に基づいて動力源２の出力を制御しながら水上１０１を移動している（図３のステップＳ３１のＮｏ）。また、アクセルペダル４２は操作されておらず、第２指示値４４の制御装置９への入力はないか、あるいは、アクセルペダル４２の操作量はなしということを示す値が入力されている。この時、クラッチ装置２６によって駆動輪４への動力伝達が切断されていることによって、動力分配装置６における駆動輪４側（歯車６４などの動力伝達部）の負荷はごく小さく、動力源２からの出力（Ｐ２１）は推進装置３の駆動のための分配出力（Ｐ３１）に用いられている（Ｐ２１≒Ｐ３１）。また、推進装置３の入力軸３Ａの回転速度Ｎ３１は、動力源２の出力軸２Ａの回転速度をＮ２１とすると、Ｎ３１＝Ｎ２１×所定の変速比となる。

そして、図３のステップＳ３１において、車両１が上陸地点であるサンゴ礁１０２に接触すると、ステップＳ３２においてスロットルレバー３２の操作量が適切な位置に固定（維持）される。スロットルレバー３２はオペレータにより操作する。具体的にはサンゴ礁１０２に接触した際に、よりサンゴ礁１０２に車両１を押付けるためスロットルレバー３２にて出力を増加させる。出力を増加させていく中で車両１がサンゴ礁１０２に強く押し付けられ、前後のどちらの方向にも動かなくなった時にスロットルレバー３２を固定する。そして、ステップ３３において、スロットルレバー３２の固定によって対応する第１指示値３４が入力されると、制御装置９は、第１指示値３４に基づいて動力源２の出力を制御する。なお、この制御による動力源２の出力は、上述の水上を推進している際の出力Ｐ２１よりも大きくても良いし、その出力Ｐ２１以下であっても良い。ここでは、ステップＳ３２によるスロットルレバー３２の操作によって動力源２の出力はＰ２１に制御されているものとして説明する。これによって、第１指示値３４に応じた回転速度が推進装置３の入力軸３Ａにおいて維持されるよう制御され、車両１がサンゴ礁１０２に押しつけられた状態が作り出される。

ステップＳ３４において駆動輪４がサンゴ礁１０２に押しつけられているか判断される。このステップＳ３４における判断は、推進装置３や推進装置３の入力軸３Ａの回転速度がおおよそ一定であるかで判断されても良い。そして、ステップＳ３４においてサンゴ礁１０２に押しつけられていると判断されると、次のステップＳ３５の実行に移る。

ステップＳ３５では、推進装置３によって車両１がサンゴ礁１０２に押しつけられている状態で、アクセルペダル４２が操作（踏込み側の操作）される。この際、図４Ｂに例示されるように、クラッチ装置２６は接続されており動力源２からの出力は駆動輪４側に伝達されるようになっている。また、無段変速装置５がクラッチ装置２６と駆動輪４の間に設置されることにより、クラッチ装置２６の接続時（締結時）における動力源２への負荷が急激に増加するのを防いでいる。そして、ステップＳ３６において、アクセルペダル４２からの第２指示値４４に基づくトルクが駆動輪４に生じるように無段変速装置５が制御される。例えば、アクセルペダル４２の操作によってトルクアップが指示される場合には、トルクは増大される一方で、駆動輪４の入力軸４Ａの回転速度（Ｎ４２）は、無段変速装置５の入力軸５Ａの回転速度（Ｎ５２）より小さくなる。

また、アクセルペダル４２が操作されることによって、図４Ｂに例示されるように、動力分配装置６は、動力源２からの出力（Ｐ２２）によって、推進装置３の入力軸３Ａと無段変速装置５の入力軸５Ａをそれぞれの減速比に従って回転させるように出力を、推進装置３側の分配出力Ｐ３２と駆動輪４側の分配出力Ｐ４１へ分配する。この時、クラッチ装置２６の接続により、推進装置３による負荷に加えて駆動輪４による負荷が動力源２の出力にかかるため、動力源２の出力軸２Ａの回転速度のＮ２１からＮ２２への減少を引き起こす（Ｎ２１＞Ｎ２２）。そして、この動力源２の出力軸２Ａの回転速度の減少は、動力源２の出力軸２Ａと所定の減速比で連結された推進装置３の入力軸３Ａの回転速度のＮ３１からＮ３２への減少を引き起こす。言い換えると、クラッチ装置２６を節側すると、接続の際には、動力源２の出力（Ｐ２１）は、推進装置３への出力Ｐ３２（Ｐ３１＞Ｐ３２）と駆動輪４への出力Ｐ４１に分割されると共に、推進装置３への分配出力Ｐ３２はクラッチ装置２６の接続前の出力Ｐ３１よりも小さくなる。推進装置３による負荷はほぼ一定であり、このため、推進装置３の入力軸３Ａの回転速度Ｎ３２は、Ｎ３１よりも小さくなる（Ｎ３１＞Ｎ３２）。

このように、クラッチ装置２６の接続（締結）により、推進装置３の入力軸３Ａの回転速度は減少させられるが、図４Ｃに例示されるように、推進装置３の入力軸３Ａの回転速度はスロットルレバー３２からの第１指示値３４となるように制御されている。このため、動力源２の出力は増大（Ｐ２３）されるので（Ｐ２３＞Ｐ２２）、推進装置３への分配出力はクラッチ装置２６の締結前の分配出力（Ｐ３１）に維持されると共に、駆動輪４側への分配出力はＰ４１からＰ４２に増段される。なお、図４Ａ〜図４Ｃのおける回転速度の比は一定であり、Ｎ２１：Ｎ３１：Ｎ５１＝Ｎ２２：Ｎ３２：Ｎ５２である。

すなわち、スロットルレバー３２から第１指示値３４が出力されている状態で、アクセルペダル４２を操作して無段変速装置５の変速比を制御（大きく）した場合であって、これに伴って無段変速装置５の入力軸５Ａの回転速度が変動（減少）する場合には、この無段変速装置５の入力軸５Ａと動力分配装置６を介して連結されている推進装置３の入力軸３Ａの回転速度も変動（減少）しようとする。こうした場合であっても、推進装置３の入力軸３Ａの回転速度が第１指示値３４に応じた回転速度となるように動力源２の出力が制御されているので、動力源２の出力が変動（増加）して推進装置３の入力軸４Ａの回転速度の変動（減少）が補償されると共に、動力源２の出力が変動（増加）した分は、第２指示値４４に応じたトルク（牽引力）として無段変速装置５を介して駆動輪４に伝達される。

従って、車両１は、例えば岩礁やサンゴ礁などの従来は上陸が困難であった地形であっても、スロットルレバー３２を操作して水上推進装置３によって所定の推進力で車両１を岩礁やサンゴ礁に押し付けながら、アクセルペダル４２を操作して駆動輪４のトルク（牽引力）を徐々に増加させていき、岩礁やサンゴ礁を乗り越えるといったような運転が可能となる。

制御装置９による推進装置３の入力軸３Ａの回転速度の維持は、幾つかの実施形態では、推進装置３の入力軸３Ａの実回転速度が制御装置９にフィードバックされることで行われる。
すなわち、車両１は、推進装置３の入力軸３Ａの回転速度を検出可能な回転速度検出装置２２を備えており、回転速度検出装置２２によって回転速度がモニタリング（監視）され、この検出結果は制御装置９に入力されるよう構成されている。そして、制御装置９は、スロットルレバー３２の操作量に応じた第１指示値３４に基づく要求回転速度と実回転速度との比較により、両者が一致するように動力源２の出力を制御するよう構成されている。なお、回転速度検出装置２２は、図１の例示では推進装置３の入力軸３Ａ付近に設置されているが、他の実施形態では、推進装置３や動力分配装置６、動力源２の出力軸２Ａなどであっても良く、測定値から減速比などを考慮して算出（推定）するよう構成しても良い。

このような構成によれば、回転速度検出装置２２からの実回転速度のフィードバックに応じて動力源２の出力が制御されるので、要求回転速度に従うように推進装置３を駆動することができる。

また、制御装置９による無段変速装置５の制御は、幾つかの実施形態では、駆動輪４の入力軸４Ａの実トルクが制御装置９にフィードバックされることで行われる。
すなわち、車両１は、駆動輪４の実トルクを検出可能なトルク検出装置２４を備えており、トルク検出装置２４によって実トルクがモニタリング（監視）され、この検出結果は実トルクとして制御装置９に入力されるよう構成されている。そして、制御装置９は、アクセルペダル４２の操作量に応じた第２指示値４４に基づく要求トルクと実トルクとの比較により、両者が一致するように無段変速装置５の変速比を制御するよう構成されている。なお、トルク検出装置２４は、図１の例示では駆動輪４の入力軸４Ａ付近に設置されているが、他の実施形態では、駆動輪４などであっても良い。

このような構成によれば、トルク検出装置２４からの実トルクのフィードバックに応じて無段変速装置５の変速比が制御されるので、要求トルクに従うように駆動輪４を駆動することができる。

また、制御装置９は、他の幾つかの実施形態では、アクセルペダル４２から出力される第２指示値４４と要求トルクとの関係が対応づけたトルクマップを有しており、トルクマップに基づいて、第２指示値４４に対応する要求トルクを求めるように構成されている。
すなわち、アクセルペダル４２からの第２指示値４４が入力されると、トルク制御部９Ｃは第２指示値４４を用いてトルクマップを参照し、第２指示値４４に対応づけられた要求トルクを取得する。なお、トルクマップは、制御装置９のメモリに格納されていても良く、表形式の形態であっても数式の形態であっても良い。

このような構成によれば、トルクマップにより第２指示値４４と要求トルクの関係を対応づけることができ、アクセルペダル４２の操作量に応じた所望のトルクを駆動輪４に生じさせることができる。

図５は、幾つかの実施形態において、実回転速度および実トルクのフィードバック制御の両方が車両１に適用された場合の、制御装置９における制御フローを示す。
ステップＳ５１において、車両１は、水上１０１から上陸しようとする状況であることが制御装置９によって判断されると、回転速度フィードバックによる制御が行われる（Ｓ５２〜Ｓ５４）。すなわち、ステップＳ５２において、回転速度制御部９Ｂにおいて、スロットルレバー３２からの第１指示値３４に基づく要求回転速度と推進装置３の入力軸３Ａの実回転速度が取得され、両者が比較される。ステップＳ５３において要求回転速度と実回転速度が一致するか判断され、一致しないと判断される場合には、ステップＳ５４において要求回転速度と実回転速度が一致するように動力源２の出力を制御する燃料噴射量などの制御パラメータが決定される。その後、決定された制御パラメータは出力制御部９Ａに伝えられて、出力制御部９Ａによる動力源２の出力制御に用いられる。一方、ステップＳ５３において要求回転速度と実回転速度が一致すると判断される場合には、ステップＳ５３の処理はスキップされ、動力源２の制御に変更はない。

引き続き、トルクフィードバックによる制御が行われる（Ｓ５５〜Ｓ５８）。すなわち、ステップＳ５５において、アクセルペダル４２からの第２指示値４４に基づく要求トルクが取得されると、ステップＳ５６において要求トルクと駆動輪４の実トルクが比較される。この判断においては、第２指示値４４に基づいてトルクマップを参照することにより要求トルクが取得されても良い。そして、ステップＳ５７において、要求トルクと実トルクが一致しないと判断さると、トルク制御部９Ｃによって、両者が一致するように無段変速装置５の変速比が決定されて、無段変速装置５が決定された変速比に設定される。一方、ステップＳ５７において要求トルクと実トルクが一致すると判断された場合には、ステップＳ５８はスキップされ、無段変速装置５の変速比に変更はない。

そして、ステップＳ５９で上陸が完了したか判断され、上陸が完了していない場合には、ステップＳ５２に戻って、再度、回転速度フィードバック制御およびトルクフィードバック制御が繰り返される。ステップＳ５９で上陸完了と判断されると、処理を終了する。

なお、これらの回転速度とトルクのフィードバック制御は周期的に行われても良いし、スロットルレバー３２からの第１指示値３４やアクセルペダル４２からの第２指示値４４の変化を契機として行われても良い。また、図５の例示では、回転速度フィードバック制御とトルクフィードバック制御の順番で制御が行われているが、両制御を並列に行っても良い。また、要求回転速度と実回転速度、あるいは、要求トルクと実トルクの一致判断は厳密に一致するかで判断される必要はなく、要求トルクと実トルクの差分が所定値以内なら一致するなど、任意の幅を持って判断されても当然良い。

車両１は、他の幾つかの実施形態では、無段変速装置５の入力軸５Ａに設けられ、動力分配装置６と無段変速装置５とを接離（接続と遮断）可能なクラッチ装置２６を備えている。そして、クラッチ装置２６は、動力源２からの出力を駆動輪４に伝達する必要がある場合には接続され、伝達する必要がない場合には離間される。

クラッチ装置２６は、幾つかの実施形態では、アクセルペダル４２によって無段変速装置５の制御をする必要がある状況において、アクセルペダル４２の操作量に基づいて接離が制御されている。
すなわち、車両１が上陸するような特定の運転状況において、クラッチ装置２６は、アクセルペダル４２から出力される第２指示値４４が所定値以下のときは、動力分配装置６と無段変速装置５とが離間し、動力の伝達が遮断された状態となるように作動する。つまり、動力分配装置６と駆動輪４は連結されていない状態にある。逆に、アクセルペダル４２から出力される第２指示値４４が上記の所定値よりも大きいときは、動力分配装置６と無段変速装置５とが接続された状態となるように作動するよう構成されている。

このような構成によれば、第２指示値４４が所定値よりも大きいときに限り、動力分配装置６と無段変速装置５との間における動力の伝達が接続される。第２指示値４４が所定値以下のときは動力分配装置６と無段変速装置５との間における動力の伝達は遮断され、動力源２の出力の全ては推進装置３に伝達される。このため、例えば駆動輪４の要求トルクがゼロのときに、駆動輪４に所定の動力が伝達されることを防ぐことができ、燃費が向上するなど動力源２の出力を有効に活用することが出来る。

なお、第１駆動装置３は推進装置３、第２駆動装置４は駆動輪４である水陸両用の車両１を例に説明してきたが、災害時などにおいて、第１指示装置３２によって第１駆動装置３の回転速度で一定に維持しながら、第２指示装置４２によって第２駆動装置４のトルクを制御することで段差や障害物を乗り越える車両１であっても良い。また、第１駆動装置３と第２駆動装置４は、それぞれ、ウォータジェット、プロペラ、履帯、タイヤ、荷物を昇降可能に構成された荷役装置（クレーン、ウインチ、フォーク等）、車両に備え付けられた荷台またはミキサードラムを傾動または回転可能に構成された荷台装置（ベッセル、ミキサー等）から選択された駆動装置であってもよい。サンゴ礁１０２は一例であり、段差、物体などの進行を妨げる障害物であっても良い。また、第１指示値３４、第２指示値４４は指示装置（３２、４２）の操縦者の操作によって出力されても良いし、ソフトウェア制御によって自動化されても良い。

車両１は、他の一実施形態では、図６に示されるように、動力源２と、３以上の複数の駆動装置（図６では、第１駆動装置３、第２駆動装置４、第３駆動装置７の３つ）とを備える。そして、動力源２からの出力が動力伝達装置によって全ての駆動装置に伝達されるよう構成されており、動力源２からの出力によって各駆動装置は駆動される。この動力伝達装置は、無段変速装置５、８と、動力分配装置６と、複数の駆動軸（２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ、７Ａ、８Ａ）を含んでいる。また、車両１は、それぞれの各駆動装置（３、４、７）に指示値を出力する複数の指示装置（図６では、第１指示装置３２、第２指示装置４２、第３指示装置７２の３つ）と制御装置９を備えており、これらの装置によって動力源２の出力は制御される。なお、制御装置９や動力源２とその出力軸２Ａ、無段変速装置（５、８）などの図１に示される実施形態と同様な構成については、説明を省略する。

動力分配装置６は、図６に示される実施形態では、第１駆動装置３、第２駆動装置４、第３駆動装置７の３つに対して動力源２の出力を分配するよう構成されている。すなわち、第１駆動装置３の入力軸３Ａは動力分配装置６に直接連結されている。また、第２駆動装置４と第３駆動装置７は、それぞれ第１無段変速装置５と第２無段変速装置８を介して動力分配装置６に連結されている。具体的には、第２駆動装置４の入力軸４Ａは第１無段変速装置５に連結され、第３駆動装置７の入力軸７Ａは第２無段変速装置８に連結されている。一方、第１無段変速装置５の入力軸５Ａと第２無段変速装置８の入力軸８Ａは動力分配装置６に連結されている。
そして、動力源２の出力軸２Ａと各駆動装置へ向けた入力軸３Ａ、５Ａ、８Ａとは、動力分配装置６によって夫々所定の減速比で固定された状態で連結されている。

このような構成において、制御装置９は、第１駆動装置３の入力軸３Ａの回転速度が第１指示装置３２からの第１指示値３４に一致するように動力源２の出力を制御している。また、制御装置９は、このような状況において、他の駆動装置に対する指示値に応じた要求トルクが発生するように対応する無段変速装置の変速比を制御する。具体的には、第２指示装置４２から出力される第２指示値４４に応じて第１無段変速装置５の変速比が制御される。同様に、第３指示装置７２から出力される第３指示値７４によって、第２無段変速装置８の変速比が制御される。言い換えると、複数の駆動装置が存在する場合でも、任意の駆動装置に無段変速装置を連結し、無段変速装置を介して駆動装置を動力分配装置６に連結することで、動力源２の出力を一定に維持した状態で無段変速装置により各駆動装置の出力を変更させている。

なお、図６の例示における各駆動装置（３、４、７）を例示すると、例えば、第１駆動装置３は荷役装置（クレーン、ウインチ、フォーク等）や荷台装置（ベッセル、ミキサー等）であっても良く、第２駆動装置４は履帯、タイヤなど、第３駆動装置７はウォータジェット、プロペラなどであってもよい。また、各駆動装置（３、４、７）は、それぞれ、上記の例示から選択されたものであっても良い。

また、図６の例示では駆動装置の数は３であるが、別の駆動装置をそれぞれ別の無段変速装置を介して動力分配装置６に連結することで、３以上の駆動装置を動力分配装置６に連結されてもよい。例えば、第４駆動装置は第４無段変速装置を介して動力分配装置６に連結されても良い。このような構成において、例えば、第１駆動装置３は荷台装置、第２駆動装置４は履帯、タイヤなど、第３駆動装置７はウォータジェット、プロペラなど、第４駆動装置を荷役装置であってもよい。クラッチ装置２６が各無段変速装置に対応してそれぞれ設けられても良いし、トルク検出装置２４が駆動装置毎に設けられて前述のトルクフィードバック制御が行われても良い。第１駆動装置３に対して前述の回転速度フィードバック制御が行われても良い。

上記の構成によれば、駆動装置が複数存在する場合でも、任意の駆動装置に無段変速装置を連結し、動力分配装置６を介して駆動装置に連結することで、動力源２の出力を一定に維持した状態で無段変速装置により任意の駆動装置の出力を変更させることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 車両
２ 動力源
２Ａ 動力源の出力軸
２２ 回転速度検出装置
２４ トルク検出装置
２６ クラッチ装置
３ 推進装置（第１駆動装置）
３２ スロットルレバー（第１指示装置）
３４ 第１指示値
３６ 推進装置の回転方向
３Ａ 推進装置（第１駆動装置）の入力軸
４ 駆動輪（第２駆動装置）
４２ アクセルペダル（第２指示装置）
４４ 第２指示値
４６ 駆動輪の回転方向
４Ａ 駆動輪（第２駆動装置）の入力軸
５ 無段変速装置（第１無段変速装置）
５Ａ 無段変速装置の入力軸
６ 動力分配装置
６２ 歯車
６３ 歯車
６４ 歯車
７ 第３駆動装置
７２ 第３指示装置
７４ 第３指示値
７Ａ 第３駆動装置の入力軸
８ 第３無段変速装置
８Ａ 第３無段変速装置の入力軸
９ 制御装置
９Ａ 出力制御部
９Ｂ 回転速度制御部
９Ｃ トルク制御部
１０１ 水上（海）
１０２ サンゴ礁
Ｃ２ 歯車の歯数
Ｃ３ 歯車の歯数
Ｃ４ 歯車の歯数
Ｎ２１ 動力源の入力軸の回転速度
Ｎ２２ 動力源の入力軸の回転速度
Ｎ３１ 推進装置の入力軸の回転速度
Ｎ３２ 推進装置の入力軸の回転速度
Ｎ４１ 駆動輪の入力軸の回転速度
Ｎ４２ 駆動輪の入力軸の回転速度
Ｎ５１ 無段変速装置の入力軸の回転速度
Ｎ５２ 無段変速装置の入力軸の回転速度
Ｐ２１ 動力源からの出力
Ｐ２２ 動力源からの出力
Ｐ２３ 動力源からの出力
Ｐ３１ 推進装置への分配出力
Ｐ３２ 推進装置への分配出力
Ｐ４１ 駆動輪への分配出力
Ｐ４２ 駆動輪への分配出力

Claims (9)

1. 動力源と、
   前記動力源の出力によって駆動するように構成されている第１駆動装置と、
   前記動力源の出力によって駆動するように構成されている第２駆動装置と、
   前記第２駆動装置の入力軸に伝達される回転速度を無段階に変速可能な無段変速装置と、
   前記動力源の出力軸に連結されるとともに、前記第１駆動装置の入力軸および前記無段変速装置の入力軸に連結され、前記動力源の出力軸と、前記第１駆動装置の入力軸および前記無段変速装置の入力軸とが、夫々所定の減速比で固定された状態で、前記動力源の出力を前記第１駆動装置および前記第２駆動装置に分配可能な動力分配装置と、
   前記第１駆動装置の入力軸の回転速度に関する第１指示値を出力するように構成された第１指示装置と、
   前記第２駆動装置の入力軸のトルクに関する第２指示値を出力するように構成された第２指示装置と、
   前記動力源の出力および前記無段変速装置の変速比を制御可能な制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１指示装置から出力される前記第１指示値に応じて、前記動力源の出力を制御するように構成された出力制御部と、
   前記第２指示装置から出力される前記第２指示値に応じて、前記無段変速装置の変速比を制御するように構成された変速制御部と、を含む車両。
2. 前記第１駆動装置の入力軸の実回転速度を検出可能な回転速度検出装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記第１指示装置から出力される前記第１指示値に対応する要求回転速度と、前記回転速度検出装置によって検出される実回転速度とが一致するように、前記動力源の出力を制御するように構成されている請求項１に記載の車両。
3. 前記第２駆動装置の入力軸の実トルクを検出可能なトルク検出装置をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記第２指示装置から出力される前記第２指示値に対応する要求トルクと、前記トルク検出装置によって検出される実トルクとが一致するように、前記無段変速装置の変速比を制御するように構成されている請求項１又は２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記第２指示装置から出力される前記２指示値と、前記要求トルクとの関係が対応づけられたトルクマップを有し、前記トルクマップに基づいて、前記第２指示値に対応する前記要求トルクを求めるように構成されている請求項３に記載の車両。
5. 前記無段変速装置の入力軸に設けられ、前記動力分配装置と前記無段変速装置との間における動力の伝達を接続および遮断可能なクラッチ装置をさらに備え、
   前記クラッチ装置は、
   前記第２指示装置から出力される第２指示値が所定値以下のときは、前記動力分配装置と前記無段変速装置との間における動力の伝達を遮断するように作動し、
   前記第２指示装置から出力される第２指示値が前記所定値よりも大きいときは、前記動力分配装置と前記無段変速装置との間における動力の伝達を接続するように作動するよう構成されている請求項１から４の何れか一項に記載の車両。
6. 前記第１駆動装置および前記第２駆動装置は、車両に推進力を付与するための駆動装置からなることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の車両。
7. 前記第１駆動装置は、水上にある車両に推進力を付与するように構成されている水上推進装置からなり、
   前記第２駆動装置は、地面に接地した状態で回転することで車両に推進力を付与するように構成されている駆動輪からなる請求項６に記載の車両。
8. 前記動力源の出力によって駆動するように構成されている第３駆動装置と、
   前記第３駆動装置の入力軸に伝達される回転速度を無段階に変速可能な第２無段変速装置と、
   前記第３駆動装置の入力軸の回転速度に関する第３指示値を出力するように構成された第３指示装置と、をさらに備え、
   前記動力分配装置は、前記動力源の出力軸に連結されるとともに、前記第１駆動装置の入力軸、前記無段変速装置の入力軸、および前記第３駆動装置の入力軸に連結され、前記動力源の出力軸と、前記第１駆動装置の入力軸、前記無段変速装置の入力軸、および前記第３駆動装置の入力軸とが、夫々所定の減速比で固定された状態で、前記動力源の出力を前記第１駆動装置、前記第２駆動装置、および前記第３駆動装置に分配可能に構成され、
   前記制御装置は、
   前記第３指示装置から出力される前記第３指示値に応じて、前記第２無段変速装置の変速比を制御するように構成された第２変速制御部をさらに含む請求項１から７の何れか一項に記載の車両。
9. 前記第１駆動装置、前記第２駆動装置、前記第３駆動装置の少なくとも１つは、荷物を昇降可能に構成された荷役装置、又は車両に備え付けられた荷台またはミキサードラムを傾動または回転可能に構成された荷台装置からなる請求項８に記載の車両。

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