JP2914397B2 - 車両を静油圧式に駆動するための方法および適当な静油圧式駆動装置 - Google Patents

車両を静油圧式に駆動するための方法および適当な静油圧式駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各々に少なくとも１個の駆動可能な車輪を備
える少なくとも２個の仮想車軸から構成され、各駆動可
能な車輪が少なくとも１個の油圧液源に接続する少なく
とも１個の油圧モータにより駆動され、その動力が伝達
システムを介して油圧モータからそれぞれの車輪に伝達
するような車両を静油圧式に駆動する方法に関する。ま
た、特にこの方法を実行するための静油圧式駆動装置に
ついても示す。
上述のような方法、例えばWO91/01899号に記載される
方法においては、異なる車軸の駆動可能な車輪が異なる
伝達比率を有する伝達システムによって駆動される。負
荷に対する要求の減少に伴って最大比率での車軸駆動の
連動性が問われなくなり、負荷要求がさらに減少するに
至っては、全駆動力が最小比率で車軸から伝達されるよ
うな極端な場合になるまで同一の操作が残りの駆動車軸
を使って類似的に行われる。このような場合、地面に伝
達する駆動力を微調節するために複数の車軸が要求され
て不都合である。すなわち、異なる負荷要求の場合に地
面に駆動力を伝達し、かつ、大きなトルクで高い駆動速
度を達成するために、互いに可能な限り微細に調節され
た伝達システムを備える車両において可能な限り多くの
車軸を使用することが必要になる。しかしながら、この
ようなことは駆動装置をより複雑化し費用がかさむばか
りでなく、大多数の車軸のために特定の用途においては
車両が使用できなくなる場合が生じる。
本発明は車両を静油圧式に駆動するための方法および
これに付随する装置を提供するための技術的問題に基づ
くものであり、この発明においては、車両は種々の異な
る実用要求において使用することができ、簡単安価な方
法で製造し操作することができる。
本発明によれば、駆動可能な車輪を伝達システムにお
ける第１の同一比率において初期的に駆動し、第１の負
荷制限の到達時に少なくとも１個の仮想車軸上の車輪の
有効駆動力を減少し、第２の負荷制限の到達時に伝達シ
ステムの比率を変更し、少なくとも車輪を上記第１負荷
制限前に駆動することによって上述の技術的問題が解消
される。
初期段階においては、第１の同一比率での車輪の初期
的駆動のために、すべての車輪は同一の力を地面に伝達
する。この結果、例えば始動時等の最大負荷要求下にお
いて最大の駆動力を地面に均等に伝達することができる
ので、車両はスリップすることなく加速できる。その
後、所望の速度に例えば第１比率において到達すると、
少なくとも１個の仮想車軸の有効駆動力を減少すること
によって速度を増加することができ、継続的に駆動され
る車輪を介しての第１比率における高トルクの伝達が維
持可能となる。この結果、車両はこの状態においても大
きな推進力で駆動される。さらに、例えば第２の速度に
到達すると、速度は伝達システムの比率変更およびすべ
ての駆動可能な車輪の駆動によってさらに増加すること
ができ、車両は第２の負荷制限時に到達する前により多
くの車軸によって再駆動される。この結果、多大な力が
複数の車軸を介してスリップすることなく地面に伝達で
きる。その後、第２の負荷制限段階に到達すると、伝達
システムの比率が例えば減少するので一定の高速が得ら
れる。このような操作は伝達システムの比率の変更能力
に応じて１回若しくは数回にわかって繰り返すことがで
きるため、区分化した調節による最も多くの異なるトル
クを単一車軸または複数車軸を介して選択的に地面に伝
達することができる。
ここで言う第１および第２の負荷制限は車両に作用す
る外部負荷と車両制御において定義される制限により決
定できる。例えば、より高い速度の要望またはより高い
トルク負荷の要求が負荷制限として可能である。上述の
車両の加速から類推して、本発明による解決方法は例え
ばギヤの段階的下降操作による車両の減速の場合におい
ても使用できる。
70km/時以上に達する駆動速度が本発明による方法に
おいて実現可能であるため、駆動装置は高速および超高
速運転に適している。さらに、通り抜けできない場所に
おける使用にも好適である。
さらに、少なくとも１個の仮想車軸における減少した
車輪の有効駆動力による第１駆動状態後の操作によって
エネルギーや燃料が節約でき、すべての駆動可能な車輪
の駆動による場合に比してより高い速度が同一比率にお
いて達成できる。このことは特に土の上、すなわち、同
一の多数車軸駆動が不要または不利である場合に有利で
ある。
本発明の解決方法によれば、車両は大きな推進力を生
じて60％以上の斜面でも走行することが可能になる。ま
た、このような斜面上において停止状態から始動するこ
とも可能である。
駆動車輪の有効駆動力は油圧モータの排液量を低下す
ることによって特に有利に減少することができる。した
がって、車輪の駆動力は油圧液源により供給される力を
変更することなく継続的に減少することができる。ま
た、他の駆動車輪による駆動力の補正がジャーク段階な
しに自動的に行える。ここで言う排液量とは圧力室の容
積における最大変化のすべての合計であり、１回の軸回
転または往復ストロークの間の変位素子の移動により生
じるものである。油圧モータにおいてこの用語はその吸
収容量にほとんど等しい値であり、油圧ポンプにおいて
この用語は送液量にほとんど等価である。油圧モータと
して軸ピストン式機械が使用される場合、この排液量は
例えばその回動角度を調節することにより変化する値と
なる。
伝達システムの比率が変化する場合は、油圧モータの
排液量は有利な方法として概ねゼロに設定される。その
結果、無負荷状態における伝達システムの変化またはシ
フトが可能になる。
この伝達システムは特に段階的にシフトする。
また、伝達システムの比率をｉ＝41からｉ＝6.6に減
少するべきであることを示す。この場合、より高い比率
ｉ＝41は通り抜け不能な場所においての大きな推進力や
極端な斜面の場合に特に有利であり、より小さな比率ｉ
＝6.6は全輪駆動や１個の仮想駆動車軸のみの場合にお
ける高速運転に有利である。すなわち、より小さな比率
ｉ＝6.6においては、70km/時以上の所望の最大速度が全
輪駆動および１車軸駆動のいずれにおける２車軸車両に
おいて達成できる。これらの比率は例えば建設用やクレ
ーン車両に適合できる。さらに、これら二つの比率は両
方とも本発明による解決方法に適合し、大幅な駆動速度
の領域や大きなトルク負荷領域を賄うことができる。な
お、比率のｉは入力速度の出力速度に対する比率または
出力トルクの入力トルクに対する比率を意味する。
伝達システムの比率はｉ＝12からｉ＝３まで有利に変
化する。これらの比率は軽量型オフロード車両に特に適
しており、特に２トンまでの重量の車両において上述の
利点を示す。
また、伝達システムの比率はｉ＝24からｉ＝４まで有
利に変化する。これらの比率は10トンまでの車両を上述
の利点を維持しながら駆動する場合に適している。
本発明の変更例において、油圧ポンプとして設計され
駆動モータにより駆動される油圧液源の排液量がゼロに
ほぼ等しく、駆動モータの速度の増加につれて増加す
る。それゆえ、駆動モータのアイドリング期間中の駆動
が解放される。さらに、駆動モータの速度を例えばアク
セレータペダルの下降によって増加する場合は、駆動力
が油圧モータおよび車輪に伝達される。その後、油圧ポ
ンプの排液量を車両の最大の推進力を得るために最大に
増加することができる。
好ましい実施態様においては、油圧ポンプを逆向きに
することによって運転方向を逆にできる。この結果、運
転方向が油圧ポンプという構成要素についての簡単な変
更処理によって逆にできる。
好ましくは、油圧モータの排液量は流体の流れがない
場合にゼロに設定されている。
特に、油圧モータは少なくとも初期的に加速のために
最大の排液量に設定することができる。この結果、車輪
の最大トルク力が地面に駆動力として伝達でき、車両に
最大の推進力が与えられる。したがって、駆動方法によ
って最大負荷の要求が満たされる。なお、このような最
大負荷力が実現されると、排液量を再び低減することが
できる。
加速中において油圧ポンプがその最大の排液量に達し
ている場合に、好ましくは、油圧モータの排液量は減少
されている。すなわち、最大始動トルクに続いて駆動力
を継続的に減少することができる。
駆動中の油圧モータの排液量を油圧ポンプの容積にお
ける設定部分よりも比較的小さな値に設定できることが
特に有利である。この結果、油圧ポンプにより供給され
る力が油圧モータの排液量によって吸収されることがな
く、油圧モータと油圧ポンプの間で増大された圧力を得
ることができる。この圧力は定常運転に要するものより
も高いので、過剰のトルクを例えば車両の加速に利用で
きる。
所望の駆動速度になると、油圧モータおよび／または
油圧ポンプの排液量を変化することによって駆動モータ
の速度が所望値に制御されることを示す。したがって、
駆動モータは最適の噴射領域、すなわち、最適の燃料消
費および最適の排ガス組成の条件下で動作することがで
きる。さらに、所望の設定速度は例えば電子駆動手段に
記憶させて、油圧モータおよび／または油圧ポンプを制
御する場合の目的値とすることができる。
好ましくは、ほぼ無疲労の永久ブレーキがブレーキ動
作に活用できる。したがって、疲労しやすい車両のブレ
ーキを除去することができる。このことは永久ブレーキ
がかなりのブレーキ力を要する長いダウンヒル駆動の場
合に大いに有利である。例えば、駆動力消費用の付加的
な回路等を無疲労の永久ブレーキとして用いることがで
きる。
駆動モータに連結した調節可能な付加的油圧ポンプの
排液量を永久ブレーキのブレーキ作用を変えるために便
宜上変更することが可能である。而して、この場合の永
久ブレーキのブレーキ作用は連続的に可変となる。この
付加的な油圧ポンプは例えば付加的な送流管に油圧液を
送り、ここで付加的な油圧ポンプにより伝達される力が
消費される。ここで言う付加的な油圧ポンプおよび付加
的な送流管は概ね耐疲労性のものである。
さらに、好ましくは、永久ブレーキのブレーキ作用を
変えるために付加的油圧ポンプが液送する付加的送液管
内において圧力制限バルブを調節する。この圧力制限バ
ルブは例えば電子駆動手段を介して簡単に調節でき、こ
の調節により付加的な送液管内における駆動力の消費が
変化する。したがって、調節により異なる駆動抵抗を駆
動モータに付与することができる。
特別な場合として、駆動中に上記付加的油圧ポンプに
より送られる流体を上記付加的送流管に案内することが
可能であり、動作中に動作状態の送流回路に案内するこ
とができる。したがって、油圧液源として作用するこの
動作状態の送流回路における付加的油圧ポンプは駆動中
に永久ブレーキとしても使用することができる。
駆動車輪のスリップの場合、少なくとも車輪により駆
動される油圧モータの排液量が好ましい実施態様におい
て減少する。地面に伝達する各トルクはこの排液量を少
なくすることにより減少され、極端な場合には、この油
圧モータの排液量がゼロに設定される。
このことは車両の駆動スリップ制御に特別な利点とな
る。もしも車輪に伝達した駆動トルクが地面に伝達でき
なくなるか、個々の車輪が部分的に若しくは完全に（正
的スリップ）スリップすると、車輪が回転しそうになく
なるまで油圧モータの排液量により各駆動トルクが減少
される。それゆえ、特に車両の加速時に、走行の安定性
が維持される。
また、この方法は駆動モータのドラグトルクを利用す
ることにより車両を減速する場合にも有利である。もし
もこの駆動抵抗が車輪を地面に係止させる程度（負的ス
リップ）に大きいと、駆動モータを抑制しその速度を減
少する程度に関係する油圧モータの排液量が減少され
る。極端な場合、油圧モータの排液量が完全にゼロ、す
なわち車輪へのトルクが全くなくなる状態に設定され、
駆動モータがアイドリング状態になる。また、すべての
油圧モータを選択的に調節することができ、１個の車輪
の油圧モータのみを係止できる。
車輪周速の差の比率および車輪周速に対する有効車両
速度をスリップとして定義する。
好ましくは、基準値を駆動される車輪の速度から算出
して各駆動車輪の速度を基準値と比較し、この車輪の油
圧モータの排液量を基準値からの駆動車輪の速度のずれ
に応じて変更する。この方法を介して例えば電子駆動手
段により車輪のスリップが容易に検出できる。車輪の係
止および車輪の回転を算出して油圧モータの排液量をス
リップ減少のために変更する。この場合、例えば算出平
均値を基準値として用いる。
上述の永久ブレーキはアンチロックシステムによるブ
レーキ処理中に便宜上不作動とすることができる。この
結果、永久ブレーキは駆動車輪にブレーキ作用を及ぼさ
なくなり、アンチロックシステムはその作用に阻害を受
けない。
また、アンチロックシステムによるブレーキ処理中
は、駆動モータが本発明における変形例としてのアイド
リング状態に設定される。このことにより、車輪上のモ
ータ抵抗によるブレーキ作用が減少でき、アンチロック
システムはその作用に影響を受けない。
さらに、アンチロックシステムによるブレーキ処理中
は、駆動される車輪の油圧ポンプおよび／または油圧モ
ータの排液量がゼロに設定されるのが好ましい。これに
よって、車輪に伝達される油圧ポンプおよび／または油
圧モータの駆動力が最小化でき、アンチロックシステム
はその作用に影響を受けない状態に保たれる。
油圧モータの排液量を駆動速度に対応させることが可
能である。この結果、油圧モータの状態を決定するため
の制御回路を節約することができ、駆動状態を例えば運
転者がアクセレータペダルを調節することにより駆動モ
ータを介して支配的に制御し、油圧ポンプの排液量を任
意に調節することが可能になる。
さらに、一般的な静油圧式駆動は各々が少なくとも１
個の駆動可能な車輪から成る少なくとも２個の仮想車軸
から成り、各駆動可能な車輪が少なくとも１個の油圧液
源に接続する少なくとも１個の油圧モータに接続してお
り、伝達システムが各油圧モータとこれに付随する車輪
との間に配置されていることを基本にしている。この種
の静油圧式駆動装置もまたWO91/01899号に開示されてい
る。
このような一般的な静油圧式駆動装置は本発明により
上述の伝達システムの比率が可変であることを特徴とす
る。したがって、駆動の速度の範囲およびこれにより達
成可能な推進力が油圧液源および／または油圧モータを
調節する可能性とは無関係に増大できる。
好ましい実施態様において、伝達システムは変更可能
なギア比率から成る。調節可能な油圧モータまたは油圧
液源と協同することにより、一定比率において油圧モー
タまたは油圧液源の調節の可能性により実行し得る種々
の範囲を定めることが可能になる。これらの範囲はシフ
ト段階を随時選択することにより互いに連続的または少
なくとも部分的に重ね合わせることができる。
好ましくは、最小の比率はｉ＝6.6である。この比率
は例えば従来の駆動モータを備えるクレーン車両で70km
/時以上の速度を達成する上で有利であることが分かっ
ており、速度はこの車両での超高速運転に好適な速度で
ある。
また、可能な最大比率はｉ＝41である。この比率は従
来の駆動モータおよび油圧液源で高い推進力を生み出す
ことができ、停止状態からでも60％の範囲の斜面におけ
る運転が可能である。
特に、より大きな比率としてｉ＝12および小さな比率
としてｉ＝３が上げられる。これらの比率は特に重量が
２トンまでの軽量のオフロード車両に有利である。
さらに本発明の変形例においてはより大きな比率がｉ
＝24であり、小さな比率がｉ＝４である。このような比
率の組み合わせは重量が10トンまでの車両に特に有利で
ある。
上記伝達システムは車輪ハブに完全に一体であること
が好ましい。これにより、伝達システムは車輪ハブに空
間を節減する態様で適合することができるので、個々の
車輪または仮想車軸の間の空間を車両の軸受部または他
の車両ユニットに利用できる。
上記伝達システムは便宜上２段階遊星形伝達システム
とすることができる。この種の伝達システムは極めて小
さくコンパクトな構造にすることができ、このような構
造により最大数の異なる組み合わせと大きさのギア比率
が実施できる。さらに、遊星形伝達方式は車輪ハブ駆動
装置として特に適している。
好ましい実施態様において、伝達システムはシフト可
能なアイドリング状態から成る。これにより、車輪は残
りの駆動装置から完全に分離することができ、無トルク
の車輪状態を残りの駆動装置の動作状態から独立してシ
フトすることができる。このことはアンチロックシステ
ム、スリップ防止制御や駆動モータのドラグ制御におい
て大いに有利である。
本発明の変形例において、伝達システムはシフト可能
な係止状態を有する。すなわち、付加的なブレーキ装置
に独立して、車両を伝達システムのシフトによってのみ
ブレーキ処理することができる。なお、車両の停止状態
時には係止状態をパーキングブレーキとして使用でき
る。
また、伝達システムは特に上記比率を変更する若しく
はシフト目的を変えるための静油圧式作動手段を備えて
いてもよい。さらに、このような静油圧式作動手段は静
油圧式運転駆動装置に連結するか固有の静油圧式エネル
ギー源を備えていてもよい。
好ましくは、この液圧供給源は分配ギアボックスを介
して駆動モータに接続している。すなわち、駆動モータ
は例えば油圧ポンプとして設計された液圧供給源を駆動
し、この駆動モータから伝達する力が液圧源に至る前に
分配ギアボックスによって所望の値に変換される。
この分配ギアボックスは特に少なくとも１個の付加的
な消費手段に接続していてもよい。すなわち、運転駆動
装置としての機能から離れて、駆動モータが例えば器具
の駆動装置として作用することが可能である。
調節可能な油圧ポンプがほぼ無疲労な永久ブレーキと
して作用する動作状態の送流回路や付加的な送流管に付
加的な消費手段としてポンプ液送する。この調節可能な
油圧ポンプは、例えば運転動作中に駆動力を消費する付
加的な送流管を介して、液圧源としての器具を駆動した
り駆動モータに負荷的に作用することができる。この付
加的な送液管により生じる負荷が駆動モータに対してブ
レーキとして働き、さらにモータがその抵抗作用により
運転駆動にブレーキ作用を及ぼす。このことにより、定
常なダウンヒル運転中の車両の動作ブレーキが相当に補
助できる。
さらに、上述の分配ギアボックスを駆動回路の供給ポ
ンプに便宜上接続することができる。これによって、駆
動回路には駆動モータの運転中に供給ポンプを介して充
分な静油圧用流体が自動的に一定供給される。
好ましくは、供給ポンプは液圧源の方向制御回路に供
給する。このことによって、、駆動モータの運転中に液
圧源が定常的に切り換え動作できる。さらに、方向制御
回路により車両の運転方向が変更できる。
以下、本発明の実施態様を図面に基づいて説明する。
図１は２車軸車両の場合における本発明の静油圧式駆
動装置の概略的回路図である。
図２は液圧源の逆向き変更機能および耐疲労永久ブレ
ーキを備える２車軸車両の場合における本発明の静油圧
式駆動装置の概略的回路図である。
図３は遊星ギアを含む本発明の２段階遊星形伝達シス
テムの第１半体断面図である。
図４は本発明の２段階遊星形伝達システムの第２半体
断面図である。
図１は分配ギアボックス２に接続する駆動モータ１を
示している。この駆動モータ１はアクセレータペダル３
に接続しており、タコメータ５に向いているスタータリ
ングギア４を備えている。
分配ギアボックス２は駆動経路を介して２種の流れ方
向を有する調節可能な油圧ポンプ６に接続しており、ま
た、第２の駆動経路を介して一定の排液量で１種類の流
れ方向を有する連続的に配された２個の付加的な油圧式
ポンプに接続している。油圧ポンプ６は油圧管８を介し
て可変の排液量と２種の流れ方向を有する合計４個の油
圧モータ９に接続している。各油圧モータ９は車輪11を
備える可変の伝達システム10にそれぞれ連結している。
２個の車輪11は１つの仮想車軸12上にそれぞれ配置され
ている。１個の仮想車軸12に対応する油圧モータ９は他
の１個の仮想車軸12のモータに平行に接続されており、
同一の仮想車軸12のそれぞれの油圧モータ９も互いに平
行に接続されている。而して、各車輪11は油圧モータ９
により個々に駆動される。
さらに、油圧モータ９、油圧ポンプ６、タコメータ５
およびアクセレータペダル３は制御回線13を介して制御
ユニット14に接続されている。
図２の実施例においては、駆動モータ１が同様に分配
ギアボックス２に接続されており、制御回線13を介して
制御ユニット14に接続しているタコメータ５が駆動モー
タ１の駆動速度を検出する。分配ギアボックス２は第１
の駆動経路において供給ポンプ15および油圧液源として
作用する油圧ポンプ６に接続している。この場合、供給
ポンプ15および油圧ポンプ６は直列に接続している。
さらに、調節可能な排液量と２種の流れ方向を有する
油圧ポンプ６は油圧管８を介して４個の油圧モータ９に
接続しており、これらのモータは各々伝達システム10を
介して車輪11に接続している。２個の車輪11はそれぞれ
仮想車軸12上に位置している。さらに、２個の仮想車軸
12の油圧モータ９は互いに平行に接続しており、同一の
仮想車軸12上における油圧モータ９もまた互いに平行に
接続している。なお、各油圧モータ９は調節可能な排液
量と２種の流れ方向を有している。
各油圧モータ９は排液量を調節するための調節ユニッ
ト17に接続している。この調節ユニット17は制御回線13
を介して制御ユニット14に接続している。さらに、制御
回線13を介して制御ユニット14に接続している出力タコ
メータ18がそれぞれ伝達システム10と油圧モータ９との
間に配置されている。
仮想車軸12の伝達システム10は油圧管８を介して電磁
的に調節可能な4/4−ポート方向制御バルブ19に接続し
ており、バルブ19により伝達システム10における種々の
伝達比率が選択できる。供給側においては、4/4−ポー
ト方向制御バルブ19の各々はコンテナ供給管20およびポ
ンプ供給管21から構成されている。
供給ポンプ15による油圧液の流れは供給管22およびそ
れぞれのチェックバルブ23により案内されて油圧ポンプ
６の供給または排液用油圧管８内に送られる。すなわ
ち、この供給管22にはスプリング負荷式の無制限可変の
圧力制限バルブ23が接続している。
さらに、供給ポンプ15は比例圧力制御バルブ25を介し
て方向回路26に接続している。この回路26の方向におい
て、比例圧力制御バルブ25の後に二重作用型の二重スプ
リング負荷式シリンダ28を動作する電磁的に調節可能な
4/3−ポート方向切り換えバルブが続いている。このシ
リンダ28は油圧ポンプ６に機械的に接続して、油圧ポン
プ６の排液量と流れの方向を制御する。さらに、差圧計
量板29が比例圧力制御バルブ25に接続している。
１種類の流れ方向を有する漸進的に調節可能な付加的
油圧ポンプ７が分配ギアボックス２の第２の駆動経路上
に配置されている。この付加的油圧ポンプ７は3/2−ポ
ート方向制御バルブ30を介して運転用流れ配管31または
付加的流れ配管32に選択的に送液処理する。さらに、付
加的流れ配管32には電磁的に調節可能な圧力制限バルブ
33およびクーラ34が配置されている。この電磁的に調節
可能な圧力制限バルブ33は制御回線13を介して制御ユニ
ット14に接続している。
２段式の遊星形伝達システム35を図３および図４に各
半分ずつを示す。この遊星形伝達システム35は一体の車
輪ハブ伝達システムとして構成されており、外部に車輪
11を取り付けできる車輪キャリヤ36を備えている。車体
側においては、遊星形伝達システム35は車体の部材にハ
ブ部材37を介して固着される。また、車輪キャリヤ36は
第１ローラーベアリング38を介してハブ部材37に回転可
能に支持される。一端部に外部歯部を備える駆動軸39が
ハブ部材37内の中心に配置されている。
駆動軸39は第１遊星ギヤ41を回転可能に支持する第１
遊星キャリヤ40を伴う第１遊星段階の太陽として作用す
る。この第１遊星ギヤ41は駆動軸39と内部的に係合し、
第１リングギヤ42と外部的に係合する。さらに、第１リ
ングギヤ42は第２ローラーベアリング43を介して第１遊
星キャリヤ40に対して内部的に支持され、ハブ部材37に
対して外部的に支持されている。
第１マルチディスククラッチ44は第１遊星キャリヤ40
と駆動軸39との間に配置されている。この第１マルチデ
ィスククラッチ44は第１スプリング45により付勢されて
いるために閉じている。この第１マルチディスククラッ
チ44の閉じ状態において、駆動軸39、第１遊星キャリヤ
40および第１遊星ギヤ41はしっかりと相互接続してい
る。
さらに、第１作動室46にはハブ部材37を貫通して延出
する第１配管47を介して圧力を加えることができるの
で、第１スプリング45の作用を第１中間部材48を介して
緩和することができ、また、第１マルチディスククラッ
チ44を解除する、すなわち、開放状態にすることができ
る。この場合、第１遊星ギヤ41、遊星キャリヤ40および
駆動軸39は互いに移動可能になる。
第２マルチディスククラッチ49は第１リングギヤ42と
ハブ部材37との間に配置されている。この第２マルチデ
ィスククラッチ49が第２スプリング40と第２中間部材51
を介して解除されると、第１リングギヤ42およびハブ部
材37は互いに回転可能になる。第２作動室53には第２配
管52を介して圧力を加えることができるので、第２スプ
リング50の作用を緩和することができ、また、第２マル
チディスククラッチ49を閉じた状態にすることができ
る。この場合、第１リングギヤ42おおびハブ部材37は回
転不能に相互接続する。
第１遊星キャリヤ40は駆動軸39の延長部に配置された
太陽軸54と相互係合する。さらに、太陽軸54は第２遊星
キャリヤ56上に回転可能に支持されている第２遊星ギヤ
55と係合する。この第２遊星キャリヤア56は車輪キャリ
ヤ36としっかりと接続している。さらに、第２遊星ギヤ
55はハブ部材37上に形成された第２リングギヤ57に外部
的に係合している。
なお、第１マルチディスククラッチ44は安全率1.8に
設計されており、第２マルチディスククラッチ49は安全
率1.5に設計されている。
以下に、図示のような２段階遊星形伝達システムの機
能および動作をより詳細に説明する。
駆動軸39は例えば油圧モータ９により第１および第２
作動室46、53が無加圧の状態で初期的に駆動される。こ
の結果、第１マルチディスククラッチ44が閉じた状態に
なり、第２マルチディスククラッチ49が開放状態にな
る。その後、駆動軸39、第１遊星キャリヤ40、第１遊星
ギヤ41、第１リングギヤ42および太陽軸44が回転不能に
相互接続する。次いで、この駆動トルクが静止の第２リ
ングギヤ57上に支持される第２遊星ギヤ55を介してのみ
第２遊星キャリヤ56に伝達される。このキャリヤはこの
トルクを駆動すべき車輪11に車輪キャリヤ36を介して不
変の状態で伝達する。この場合、第１ギヤ比率は例えば
ｉ＝6.6である。
第２の移動状態においては、２個の作動室46、53には
圧力が加えられて、第１マルチディスククラッチ44が開
放し、第２マルチディスククラッチ49が閉じる。この結
果、第１リングギヤ42が回転不能に固定のハブ部材37に
接続し、駆動軸39により供給されるトルクが第１リング
ギヤ42上に支持される第１遊星ギヤ41および第１遊星ギ
ャリヤ40を介して太陽軸54に伝達され、この太陽軸が駆
動力を第２リングギヤ57上に支持される第２遊星ギヤ55
に伝達し、さらに、この力を第２遊星キャリヤ56に伝え
る。而して、直列に接続する二つの遊星段階は駆動トル
クを第２遊星キャリヤおよび駆動するべき車輪11に伝達
する。この場合、ギヤ比率は例えばｉ＝41である。
さらに、第１作動室46が無加圧の状態で第２作動室53
に圧力が加えられた場合は、２個のマルチディスククラ
ッチ44、49は閉じた状態になり、すべての伝達部位が回
転不能に相互接続して、このような遊星形の伝達システ
ムは阻止される。しかしながら、２個のマルチディスク
クラッチ44、49が異なる安全率に設計されているので、
より小さい安全率を有するマルチディスククラッチ、す
なわちこの場合は、第２マルチディスククラッチ49が非
常に大きなトルク負荷の下にそれ自体の摩擦抵抗に対し
てスリップする。すなわち、このような阻止状態におい
ては、このようなスリップ作用が過剰のトルク力により
引き起こされる破壊から伝達システムを保護する。
また、第１作動室46に圧力が加えられて、第２作動室
53が無加圧の状態の場合は、２個のマルチディスククラ
ッチ44、49は開放して遊星伝達システムはアイドル状態
となり、トルクは全く車輪11に伝達されない。
このような２段階遊星形伝達システム35は図１および
図２の回路中における伝達システム10として用いること
ができる。
そこで、以下、図１および図２に示すような本発明の
静油圧式駆動装置の回路の機能および動作態様について
より詳細に説明する。
駆動モータ１は例えばディーゼルエンジンとして設計
されたものであり、分配ギアボックス２を介して油圧ポ
ンプ６を駆動する。この油圧ポンプ６の排液量は、例え
ば電気的比例調節によって、駆動モータ１の駆動速度に
無関係に調節することができる。アイドリング中は、油
圧ポンプ６はゼロ状態であり、駆動速度がアクセレータ
ペダル３を介して増加すると、油圧ポンプ６は外に向け
て自動的に回転する。この結果、車両が加速する。
車輪側においては、油圧モータ９が流体の流れが無い
ために排液量が０になっており、駆動モータ１の起動時
には最大値に設定される。走行速度および駆動モータの
速度に応じて油圧モータ９はその排液量を減ずるため
に、車両は加速される。例えば構内移動用のために高い
駆動力を得る一方で、例えば超高速道路移動用のために
高い走行速度を実現するために、伝達システム10の機械
的ギヤ比率を油圧ポンプ６および油圧モータ９の調節範
囲に加えて変化させる。なお、ギヤシフトの際には、無
負荷の状態で移動するために油圧モータ９を排液量０に
設定する。
起動時には、駆動可能な車輪11の伝達システムは例え
ばｉ＝41の高ギア比率に移行し、すべての油圧モータ９
が同一の高い排液量において動作する。而して、車両は
永続的な全車輪駆動すなわち最大の牽引力により起動す
る。この結果、例えば約13km/時の最大速度における第
１の駆動状態になると、１つの仮想車軸12の油圧モータ
９の排液量が連続可変的にゼロに減ぜられて、残りの仮
想車軸12のみが駆動する。次いで、第２の走行状態すな
わち最大走行速度26km/時に至るまで１つの仮想車軸12
の油圧モータ９により走行が実行される。
その後、伝達システム10は第２のより小さなギア比
率、例えばｉ＝6.6に移行し、両方の仮想車軸12の油圧
モータ９が再び同一の排液量で駆動される。この移行状
態において、約75km/時の最大速度が優れた牽引力にお
ける全車輪駆動において達成される。
例えば超高速運転のような路上における永続的動作の
ために、１つの仮想車軸12の油圧モータ９の排液量が再
び減ぜられてゼロに設定されるので、１つの仮想車軸12
の油圧モータが駆動する。その結果、良好な燃料消費に
おける極めて高効率な運転が75km/時までの最大速度に
おいて達成される。
これらの駆動状態は伝達システム10のギア比率の数に
より所望に応じて何度も繰り返すことができ、また、油
圧ポンプの逆液送による逆駆動の場合においても実行す
ることができる。
このような静油圧式駆動は出力タコメータ18を介して
油圧モータ９の速度を計測しかつタコメータ５を介して
駆動モータ１の駆動速度を計測する制御ユニット14によ
り制御される。同様に、油圧モータ９および油圧ポンプ
６の排液量が制御ユニット14を介して変更可能である。
さらに、同様に、例えば差圧バルブ24、33または比例圧
力制御バルブ25のような制御配管13を介して接続される
要素が起動可能である。さらに、同様のことがすべての
切り換え可能なバルブ19、27、30についても言える。
車両を加速するために、アクセレータペダル３を抑制
することにより駆動モータ１の運転速度を上げて、油圧
ポンプ６の排液量を増加する。最初、油圧モータ９は最
大の排液量を有しているが、油圧ポンプ６が最大排液量
になるとより小さな排液量に戻る。この油圧モータ９の
排液量は駆動モータ１がその所望速度に対して特定量分
だけ減速される程度にポンプ伝達量の設定部分よりも先
行する。このことによって、油圧ポンプ６と油圧モータ
９との間の瞬間的な定常運転に要するよりも高い圧力が
生まれるために、過剰のトルクが車輪11の加速用に利用
できる。
駆動モータ１が過剰に減速されると、油圧モータ９の
先行度合が僅かに減少するために、最大駆動速度が駆動
モータ１の設定駆動速度において達成される。
駆動モータの各所定の設定速度における減速によっ
て、モータは最適な噴射、すなわち、最良の燃費および
最適な排ガス組成の範囲で常に動作する。
また、アクセレータペダルが100％ないし30％の負荷
範囲に減ぜられると、車両は駆動抵抗のために横揺れし
始めて減速する。その後、駆動モータ１の速度が新しい
設定値まで減少し、油圧モータがこれに続いてより小さ
な排液量に調節される。この駆動モータ１の駆動速度が
新しい設定値に達すると、油圧ポンプ６は再び高圧を供
給し、油圧モータが駆動速度を再び新しい設定値に設定
する。
さらに、アクセレータペダル３が30％ないし０％の負
荷範囲に減ぜられると、駆動モータ１の駆動抵抗および
ドラグトルクがブレーキ作用を有する。すなわち、油圧
モータ９の排液量が比例的に増加して駆動モータ１の抵
抗が増大する。
車輪11が個々にまた完全に回転すると、付属の油圧モ
ータ９の排液量は車輪11がもはや回転しなくなるまで減
少する。極端な場合、それぞれの油圧モータ９は完全に
ゼロ、すなわち、車輪11におけるトルクが全くなくなる
状態に設定される。
個々の車輪11の回転の計測値として出力タコメータ18
により計測される速度から個々の速度が対比される平均
値が求められる。この結果、一の車輪の速度が平均値か
ら過剰に離れると、この速度が再び平均値に合うまで排
液量を減少して制御ユニット14によりそれぞれの駆動ト
ルクが減ぜられる。而して、駆動スリップ制御が実現で
きる。
さらに、車輪11を係止する時は、車輪11がもはや係止
状態でなくなる程度に駆動モータ１により車輪11に生じ
る抵抗が小さくなるまで油圧モータ９の排液量が減少す
る。このことはモータのドラグトルク制御に対応する。
また、無疲労型永久ブレーキを活用することも可能で
ある。この場合、駆動モータ１の駆動力の一部が分配ギ
アボックス２を介して付加的な油圧ポンプ７に送られ、
ポンプは駆動中に付加的な送流管32にポンプ液送する。
付加的なポンプが付加的な送流管32内に供給し得る圧力
は圧力制限バルブ33により制限することができる。ま
た、クーラ34は生じた熱を放出する。この付加的な送流
管32を介して出力される駆動力は付加的な油圧ポンプ７
の排液量を調節することによって変えられる。この駆動
力は駆動モータ１に対して抑制作用を及ぼし、増加され
たモータ抵抗を経て油圧モータ９に伝達される。したが
って、このような静油圧移送式の駆動は停止する。
ブレーキ処理がアンチロックシステムにより作動ブレ
ーキを介して実行されると、この永久ブレーキは例えば
付加的な油圧ポンプ７の排液量を減ずることによって不
作動になり、駆動モータ１はアイドリング状態になる。
したがって、油圧ポンプ６および油圧モータ９は共にゼ
ロの排液量になる。
油圧ポンプ６に接続する油圧管８に定常的に充分な油
圧液を供給するために、供給ポンプ15が供給管22および
チェックバルブ23を介して油圧配管８を最適に充足する
に足る圧力レベルを確保する。なお、供給管22に供給ポ
ンプ15から供給される圧力は圧力制限バルブ24を介して
調節される。
さらに、供給ポンプ15によって送られる液体の流量は
差圧計測板29を介して計測される。シリンダ28が4/3−
ポート方向切り換えバルブ27を介して作動する。この結
果、ポンプの流れの方向がシリンダ28によって制御で
き、油圧ポンプ６の排液量も同様に調節することができ
る。シリンダ28は油圧ポンプ６の排液量を駆動モータ１
の速度に応じて制御するのと同様の方法で差圧計測板29
の流量計測値に応じて比例圧力制御バルブ25を介して制
御することができる。而して、供給ポンプ15により供給
され差圧計測板29を介して計測された流量は速度依存型
制御方法の基準値となる。
必要に応じて、上記制御ユニット14は各油圧モータ９
の排液量をそれぞれの駆動速度に正確に割り当てること
ができる。ここでは、静油圧式駆動装置がモータ制御に
より動作するが、モータ制御を対応するモータ制御によ
って少なくとも部分的に重ねることが可能であり、これ
によって、特定負荷の要求下および特定の動作状態にお
いて駆動モータ１は油圧モータ９および／または油圧ポ
ンプ６の排液量を調整することによって影響を受ける。
動作中において、駆動モータ１の全駆動力は分配ギア
ボックス２を介して付加的な油圧ポンプ７に伝達され
る。その後、付加的な油圧ポンプ７は全流体を3/2−ポ
ート方向制御バルブ30を適宜切り換えることにより作動
液体回路31に送る。この時、作動液体回路31を介して入
れ子式アーム、バケット、ホイストウインチ等の道具が
作動する。動作中は静油圧式駆動装置を分配ギアボック
ス２を介して駆動機構から完全に分離させることができ
る。必要に応じて、このことは伝達システムのアイドル
状態を介して若しくは油圧ポンプ６または油圧モータ９
の排液量のゼロ状態を介して実現することもできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60K 17/356 B60K 17/10 F16H 61/46

Claims (40)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各々が少なくとも１個の駆動可能な車輪
    （11）から成る少なくとも２個の仮想車軸（12）から成
    り、各駆動可能な車輪（11）が少なくとも１個の油圧供
    給源（６）に接続する少なくとも１個の油圧モータ
    （９）により駆動され、１個の油圧モータ（９）の駆動
    力が油圧モータ（９）から伝達システム（10、35）を介
    してそれぞれの車輪（11）に伝達される車両を静油圧式
    に駆動するための方法において、前記駆動可能な車輪
    （11）が前記伝達システム（10、35）の第１の同一な比
    率により初期的に駆動され、第１の負荷制限に到達する
    と、少なくとも１個の仮想車軸（12）の車輪（11）の有
    効な駆動力が減少され、第２の負荷制限に到達すると、
    前記伝達システム（10、35）の比率が変更され、少なく
    とも前記第１の負荷制限の前に駆動される車輪（11）が
    同等に駆動されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記駆動車輪（11）の有効な駆動力が前記
    油圧モータ（９）の排液量を低下することにより減少さ
    れることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記伝達システム（10、35）の比率が変更
    される時に、前記油圧モータ（９）の排液量がほぼゼロ
    に設定されることを特徴とする請求項１および２の少な
    くとも１項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記伝達システム（10、35）が段階的にシ
    フトされることを特徴とする請求項１ないし３の少なく
    とも１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記伝達システム（10、35）の比率がｉ＝
    41からｉ＝6.6に減少することを特徴とする請求項１な
    いし４の少なくとも１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記伝達システム（10、35）の比率がｉ＝
    12からｉ＝３に変化することを特徴とする請求項１ない
    し５の少なくとも１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記伝達システム（10、35）の比率がｉ＝
    24からｉ＝４に変化することを特徴とする請求項１ない
    し６の少なくとも１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】油圧ポンプ（６）として構成され駆動モー
    タ（１）により駆動される前記液圧供給源（６）の排液
    量が前記駆動モータ（１）のアイドリング中にほぼゼロ
    に等しい値であり、前記駆動モータの速度の増加時に増
    加することを特徴とする請求項１ないし７の少なくとも
    １項に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記油圧ポンプ（６）を逆向きに動作させ
    ることにより駆動方向を逆にすることを特徴とする請求
    項１ないし８の少なくとも１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記油圧モータ（９）の排液量が流体の
    流れのない時にゼロに設定されることを特徴とする請求
    項１ないし９の少なくとも１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記油圧モータ（９）の排液量が加速用
    に少なくとも初期的に最大値に設定されることを特徴と
    する請求項１ないし10の少なくとも１項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】加速時において前記油圧ポンプ（６）が
    最大の排液量に到達すると前記油圧モータ（９）の排液
    量が減少されることを特徴とする請求項１ないし11の少
    なくとも１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】駆動可能な油圧モータ（９）の排液量が
    油圧ポンプの容積におけるその設定値よりも比較的低い
    値に設定されることを特徴とする請求項１ないし12の少
    なくとも１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】所望駆動速度の到達時に前記駆動モータ
    （１）の速度が油圧モータ（９）および／または油圧ポ
    ンプ（６）の排液量を変更することにより所望値に設定
    されることを特徴とする請求項１ないし13の少なくとも
    １項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】ほぼ無疲労の永久ブレーキ（７、32）を
    ブレーキ処理用に使用することを特徴とする請求項１な
    いし14の少なくとも１項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記駆動モータに連結する調節可能な付
    加的油圧ポンプ（７）の排液量が前記永久ブレーキ
    （７、13）のブレーキ作用を変えるために変更されるこ
    とを特徴とする請求項１ないし15の少なくとも１項に記
    載の方法。
  17. 【請求項１７】前記永久ブレーキのブレーキ作用を変え
    るために、前記付加的油圧ポンプ（７）がポンプ液送す
    る付加的な液送管（32）内において圧力制限バルブ（3
    3）を調節することを特徴とする請求項１ないし16の少
    なくとも１項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記付加的油圧ポンプ（７）により送ら
    れる流体の流れが運転時において前記付加的液送管（3
    2）に向けられ、動作時において動作状態の液送回路（3
    1）に向けられることを特徴とする請求項１ないし17の
    少なくとも１項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】駆動車輪（11）のスリップ時に少なくと
    も前記車輪（11）を駆動する前記油圧モータ（９）の排
    液量が減少することを特徴とする請求項１ないし18の少
    なくとも１項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】前記駆動車輪（11）の速度から基準値が
    設定され、各駆動車輪（11）の速度が前記基準値と比較
    され、前記車輪（11）の前記油圧モータ（９）の排液量
    が前記車輪（11）の速度の前記基準値からのずれに応じ
    て変えられることを特徴とする請求項１ないし19の少な
    くとも１項に記載の方法。
  21. 【請求項２１】前記永久ブレーキ（７、32）がアンチロ
    ックシステムによるブレーキ処理時にオフ状態に切り換
    えられることを特徴とする請求項１ないし20の少なくと
    も１項に記載の方法。
  22. 【請求項２２】前記駆動モータ（１）がアンチロックシ
    ステムによるブレーキ処理時にアイドリング状態に設定
    されることを特徴とする請求項１ないし21の少なくとも
    １項に記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記駆動車輪（11）の油圧ポンプ（６）
    および／または油圧モータ（９）の排液量がアンチロッ
    クシステムによるブレーキ処理時にゼロに設定されるこ
    とを特徴とする請求項１ないし22の少なくとも１項に記
    載の方法。
  24. 【請求項２４】前記油圧モータ（９）の排液量が車両速
    度に対応することを特徴とする請求項１ないし23の少な
    くとも１項に記載の方法。
  25. 【請求項２５】少なくとも１個の駆動可能な車輪（11）
    から成る少なくとも２個の仮想車軸から成り、各駆動可
    能な車輪（11）が少なくとも１個の液圧供給源（６）に
    接続する少なくとも１個の油圧モータ（９）に接続して
    おり、伝達システム（10、35）が各油圧モータ（９）と
    これに付属する車輪（11）との間に配置されている、請
    求項１ないし24の少なくとも１項に記載の方法を実行す
    るための静油圧式駆動装置において、前記伝達システム
    （10、35）の比率が可変であることを特徴とする駆動装
    置。
  26. 【請求項２６】前記伝達システム（10、35）が変更可能
    な比率を有していることを特徴とする請求項25に記載の
    静油圧式駆動装置。
  27. 【請求項２７】最小比率がｉ＝6.6であることを特徴と
    する請求項25または26に記載の静油圧式駆動装置。
  28. 【請求項２８】最大比率がｉ＝41であることを特徴とす
    る請求項25ないし27の少なくとも１項に記載の静油圧式
    駆動装置。
  29. 【請求項２９】最大比率がｉ＝12および最小比率がｉ＝
    ３であることを特徴とする請求項25ないし28の少なくと
    も１項に記載の静油圧式駆動装置。
  30. 【請求項３０】最大比率がｉ＝24および最小比率がｉ＝
    ４であることを特徴とする請求項25ないし29の少なくと
    も１項に記載の静油圧式駆動装置。
  31. 【請求項３１】前記伝達システム（10、35）が車輪ハブ
    と完全一体であることを特徴とする請求項25ないし30の
    少なくとも１項に記載の静油圧式駆動装置。
  32. 【請求項３２】前記伝達システム（10、35）が２段階遊
    星形伝達システム（35）であることを特徴とする請求項
    25ないし31の少なくとも１項に記載の静油圧式駆動装
    置。
  33. 【請求項３３】前記伝達システム（10、35）が変更可能
    なアイドリング状態を有することを特徴とする請求項25
    ないし32の少なくとも１項に記載の静油圧式駆動装置。
  34. 【請求項３４】前記伝達システム（10、35）が変更可能
    な停止状態を有することを特徴とする請求項25ないし33
    の少なくとも１項に記載の静油圧式駆動装置。
  35. 【請求項３５】前記伝達システム（10、35）が比率変化
    またはシフトのための静油圧式作動手段（46、53）を備
    えていることを特徴とする請求項25ないし34の少なくと
    も１項に記載の静油圧式駆動装置。
  36. 【請求項３６】前記液圧供給源（６）が分配ギアボック
    ス（２）を介して駆動モータ（１）に接続していること
    を特徴とする請求項25ないし35の少なくとも１項に記載
    の静油圧式駆動装置。
  37. 【請求項３７】前記分配ギアボックス（２）が少なくと
    も１個の付加的な消費手段（７）に接続していることを
    特徴とする請求項25ないし36の少なくとも１項に記載の
    静油圧式駆動装置。
  38. 【請求項３８】付加的な消費手段（７）としての調節可
    能な油圧ポンプ（７）がほぼ無疲労の永久ブレーキ
    （７、32）として作用する動作状態の液送回路（31）ま
    たは付加的な液送管（32）に選択的にポンプ液送するこ
    とを特徴とする請求項25ないし37の少なくとも１項に記
    載の静油圧式駆動装置。
  39. 【請求項３９】前記分配ギアボックス（２）が駆動回路
    の供給ポンプ（15）に接続していることを特徴とする請
    求項25ないし38の少なくとも１項に記載の静油圧式駆動
    装置。
  40. 【請求項４０】前記供給ポンプ（15）が前記液圧供給源
    （６）における方向回路（26）に供給することを特徴と
    する請求項25ないし39の少なくとも１項に記載の静油圧
    式駆動装置。
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