JP3474197B2 - 同期形直結駆動装置を備えた静圧駆動装置 - Google Patents

同期形直結駆動装置を備えた静圧駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静圧駆動装置、特に車両用の静圧駆動装置
に関する。
請求の範囲第1項の前提部に記載の直結駆動装置(di
rect through−drive)を備えた静圧駆動装置が、ドイ
ツ国特許(DE−35 40 218 A1)から知られている。この
既知の装置は、駆動モータと、油圧回路に配置されかつ
駆動モータに連結された油圧ポンプを備えた静圧トラン
スミッションと、出力駆動軸に連結された油圧モータと
を有している。また、断続クラッチ(separating clutc
h)を介して、駆動モータと出力駆動軸とを断続可能に
(releasably)直接連結する直結駆動軸が設けられてい
る。静圧トランスミッションをバイパスさせて、駆動モ
ータと出力駆動軸とを直接連結するため、駆動モータの
所定回転速度で断続クラッチが接続される。しかしなが
ら、駆動静圧トランスミッションを介しての駆動から、
直結駆動軸による駆動に切り換えるとき、切換えジャー
ク(切換え時の急激な運動)が生じる。
ドイツ国特許(DE−40 26 659 A1)では、断続クラッ
チを介して機械的カウンタシャフトトランスミッション
を駆動機械に連結するのに、駆動機械の回転速度がカウ
ンタシャフトトランスミッションの入力軸の回転速度よ
り大きくなるように、クラッチの各切断時に駆動機構を
制御することを提案している。これらの手段では、全て
の切換え手順において、クラッチに必ず牽引負荷が加え
られる。
本発明の目的は、ドイツ国特許(DE−35 40 218 A1)
から出発して、静圧トランスミッションを介しての駆動
から直結駆動軸による駆動への切換えが、実質的にジャ
ークが生じないように行なえるように、直結駆動軸を備
えた静圧駆動装置およびこのような静圧駆動装置を操作
する方法を更に開発することにある。
静圧駆動装置に関連して、本発明の上記目的は、請求
の範囲第1項に記載の特徴により解決される。
本発明は、断続クラッチでの駆動モータ側回転速度
と、断続クラッチでの駆動軸側回転速度との同期化を、
駆動モータに連結された静圧トランスミッションを介し
て効率的な態様で行なうことができるという洞察力に基
づいている。これにより、静圧トランスミッションへの
目的に適った作用により、駆動モータを負荷または除荷
して、駆動モータ側回転速度を同期的に増大または減少
させる。この手順は特に有効である。なぜならば、回転
速度センサを必要とする以外に、他のいかなる構造的手
段は不要だからである。
請求の範囲第2項〜第7項には、本発明による静圧ト
ランスミッションの他の長所が包含されている。
静圧トランスミッションの油圧モータが調節可能であ
るならば、請求の範囲第2項の記載に従って、同期化の
開始時に、断続クラッチでの、駆動モータ側回転速度の
方が駆動軸側回転速度より小さい場合には、油圧モータ
を行程容積が大きくなる方向に揺動させることにより同
期化を行なうことができる。これに対し、同期化の開始
時に、断続クラッチでの、駆動モータ側回転速度の方が
駆動軸側回転速度より大きい場合には、油圧モータを行
程容積が小さくなる方向に揺動させる。
静圧トランスミッションの油圧ポンプが調節可能であ
る場合には、請求の範囲第3項に従って、逆の態様で行
なう。同期化の開始時に、断続クラッチでの、駆動モー
タ側回転速度の方が駆動軸側回転速度より大きい場合に
は、油圧ポンプを行程容積が大きくなる方向に揺動さ
せ、一方、同期化の開始時に、断続クラッチでの、駆動
モータ側回転速度の方が駆動軸側回転速度より小さい場
合には、油圧ポンプを行程容積が小さくなる方向に揺動
させる。
更に、請求の範囲第6項の記載に従って、駆動モータ
の回転速度センサとして駆動モータに連結された発電機
を使用でき、これによって評価のための信号として、駆
動モータの回転速度に比例する発電機の出力電圧の周波
数を使用できる。
静圧トランスミッションの操作方法に関し、本発明の
目的は、請求の範囲第8項に記載の特徴により解決され
る。
静圧トランスミッションを介しての駆動と直結駆動軸
による駆動との間の切換えは、請求の範囲第10項の記載
に従って自動的に行なわれ得る。これにより、直結駆動
軸への切換えは、駆動モータの回転速度が所定の回転速
度を超えると行なわれる。逆に、請求の範囲第11項の記
載によれば、駆動モータの回転速度が所定の回転速度よ
りも下に低下すると、断続クラッチが再び切断される。
以下、好ましい例示実施例および添付図面を参照し
て、本発明をより詳細に説明する。
図1は、本発明の例示実施例による静圧トランスミッ
ションの回路図を示すものである。
図1に示す例示実施例による静圧駆動装置は、車両用
走行駆動装置として提供され、特に、駆動モータ1と、
静圧トランスミッション(全体を参照番号2で示す)と
を有し、該トランスミッションは、油圧回路5a内に配置
された油圧ポンプ3および油圧モータ4を備えている。
駆動モータ1の出力は、噴射ポンプ7または絞り弁に作
用するガスペダル6を介して制御される。
静圧トランスミッション2の油圧ポンプ3は、軸8を
介して駆動モータ1に連結されており、一方、油圧モー
タ4は油圧モータ軸9およびトランスミッション10を介
して出力駆動軸11に連結されている。駆動軸11は、差動
装置12を介して車両の車輪13を駆動する。
油圧モータ4の行程容積は調節装置14、15のうちの第
1設定部材14を介して設定でき、一方、油圧ポンプ3の
行程容積は設定装置14、15のうちの第2設定部材15を介
して変化できる。調節装置14、15の設定部材14、15は、
電子制御ユニット5により制御され、既知の態様の電磁
石を有し、かつ油圧モータ4または油圧ポンプ3の斜板
すなわちウォッブルプレート(wobble plate)の傾斜を
調節する。しかしながら、本発明では、油圧モータ4ま
たは油圧ポンプ3のいずれか一方のみが調節可能であれ
ば充分である。
駆動モータ1の軸8は、直結駆動軸16として延びてお
りかつ断続クラッチ17を介して駆動軸11に断続可能に連
結される。断続クラッチ17の断続は、電子制御ユニット
5により制御され得るアクチュエータ装置20により行な
われる。
直結駆動軸16は、既知の態様で、駆動モータ1の所定
の回転速度より高い迅速走行作動で静圧トランスミッシ
ョン2をバイパスさせ、この迅速走行作動の全体的駆動
効率を増大させることにある。
本発明によれば、断続クラッチ17での、駆動モータ側
の回転速度n1および駆動軸側の回転速度n2を検出するた
めの2つのセンサ18、19が更に設けられている。センサ
18は、図1に示すように、直結駆動軸16に連結された駆
動モータ1の軸8に配置することができる。センサ19
は、図1の例示実施例におけるように、出力駆動軸11に
直接的に配置するか、油圧モータ4と駆動軸11との間の
駆動列(drive train)における他の任意の適当な箇所
に配置することができる。センサ19を油圧モータ軸9に
設けるならば、電子制御ユニット5では、油圧モータ軸
9の回転速度を、トランスミッション10の変速比を用い
て駆動軸11の回転速度に変換するだけでよい。また、通
常、殆どの場合に駆動モータ1に連結される発電機をセ
ンサ18として機能させることができる。発電機の出力電
圧の周波数は駆動モータの回転速度に比例し、従って駆
動モータの回転速度の測定に使用できるからである。
以下、本発明による駆動装置の機能について説明す
る。
始動時および低速走行作動時では、車両の駆動は、静
圧トランスミッション2、油圧モータ軸9、トランスミ
ッション10および駆動軸11を介して、既知の態様で行な
われる。駆動モータ1の回転速度は、センサ18を介し
て、電子制御ユニット5により連続的に検出される。駆
動モータ1が所定回転速度を超えると切換え点に到達
し、この切換え点で、静圧トランスミッション2を介し
ての駆動から、直結駆動軸16を介しての駆動への切換え
が行なわれる。しかしながら、断続クラッチ17を接続す
る前に、本発明により、断続クラッチ17において、駆動
軸側回転速度n2に対する駆動モータ側回転速度n1の同期
化が行なわれる。このために、最初に、駆動装置の出力
調整器(これは、図1には示されていない)が始動され
る。次に、直結駆動軸16および出力駆動軸11の回転速度
がセンサ18、19により検出され、そして電子制御ユニッ
ト5で比較される。
この比較により、断続クラッチ17での駆動モータ側回
転速度n1の方が駆動軸側回転速度n2より小さいことが示
されると、駆動モータ側回転速度n1を増大させるべく、
静圧トランスミッション2への作用により駆動モータ1
がゆっくりと除荷される。このために、油圧モータ4は
行程容積が大きくなる方向に揺動されるか、油圧ポンプ
3は行程容積が小さくなる方向に揺動される。これによ
り、油圧回路5aの高圧ラインの作動圧力および/または
吐出し(delivery)容積が低下する。駆動モータ1の除
荷の結果として、直結駆動軸16の回転速度、すなわち断
続クラッチ17での駆動モータ側回転速度n1が対応して増
大する。駆動モータ側回転速度n1および駆動軸側回転速
度n2は、センサ18、19を使って電子制御ユニット5によ
り連続的に検出される。回転速度がほぼ等しくなると、
同期化手順が完了し、アクチュエータ装置20により断続
クラッチ17が接続される。断続クラッチ17を接続する前
または接続する間、設定部材14、15により、少なくとも
油圧ポンプ3(好ましくは油圧モータ4も)を、行程容
積が形成されない中立位置に移行させ、静圧トランスミ
ッション2を遮断することができる。
切換え点に到達したとき、断続クラッチ17での駆動モ
ータ側回転速度n1の方が駆動軸側回転速度n2より大きい
場合には、対応する負荷が、静圧トランスミッション2
を介して駆動モータ1に加えられ、駆動モータ側回転速
度n1を低下させる。このため、油圧モータ4は、設定ユ
ニット14により行程容積が小さくなる方向に揺動される
か、油圧ポンプ3は、調節ユニット15により行程容積が
大きくなる方向に揺動され、それにより油圧回路5aの高
圧ラインの圧力および/または吐出し容積が対応して増
大する。駆動モータ1の負荷を増大させた結果として、
駆動モータの回転速度に従って断続クラッチ17での駆動
モータ側回転速度n1が減少する。駆動モータ側回転速度
n1と駆動軸側回転速度n2とがほぼ等しくなると、同期化
手順が完了し、アクチュエータ装置20により断続クラッ
チ17が接続される。断続クラッチ17が接続される前また
は接続されると同時に、油圧ポンプ3および油圧モータ
4が、行程容積が形成されない中立位置に揺動され、静
圧トランスミッション2が遮断される。
同期化を特に迅速に行なうためには、もちろん、油圧
モータ4および油圧ポンプ3で駆動モータ1に負荷およ
び除荷を行なう上記処置を同時に行なうこともできる。
これにより、前述のように、油圧ポンプの揺動は、各場
合において、油圧モータ4の揺動とは逆になる。
本発明の同期化により、静圧トランスミッション2を
介する駆動から、直結駆動軸16による駆動への切換え
を、特にジャークの生じない態様で行なうことができ
る。
本発明は、上記例示実施例に限定されるものではな
い。設定部材14、15およびアクチュエータ装置20を電子
制御ユニット5により電磁力で作動させる代わりに、例
えば、油圧力または空気圧力の作用を使用できる。ま
た、行程容積が一定(すなわち調整不能)の油圧ポンプ
3または油圧モータ4を使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゾマー ヨーゼフ ドイツ連邦共和国 デー−89610 オー ベルディッシィンゲン ガルゲンヴェー ク 18 (56)参考文献 特開 昭62−278366(JP,A) 西独国特許出願公開3540218(DE, A1)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動モータ(1)と、 静圧トランスミッション(2)とを有し、該静圧トラン
    スミッションは、少なくとも、油圧回路(5a)に配置さ
    れた油圧ポンプ(3)および油圧モータ(4)と、油圧
    モータ(4)および/または油圧ポンプ(3)の行程容
    積に作用する調節装置(14、15)とを備え、油圧ポンプ
    (3)が駆動モータ(1)に連結されかつ油圧モータ
    (4)が出力駆動軸(11)に連結されており、そして 駆動モータ(1)と出力駆動軸(11)とを、断続クラッ
    チ(17)を介して断続可能に直接連結する直結駆動軸
    (16)を更に有する、静圧駆動装置、特に車両用の静圧
    駆動装置において、 断続クラッチ(17)での直結駆動軸(16)の回転速度
    (n1)を検出するための第1センサ(18)と、断続クラ
    ッチ(17)での駆動軸側回転速度(n2)を検出するため
    の第2センサ(19)と、 センサ(18、19)および調節装置(14、15)に接続され
    かつアクチュエータ装置(20)を介して断続クラッチ
    (17)に接続された制御ユニット(5)とを有し、該制
    御ユニット(5)は、断続クラッチ(17)の各接続前
    に、静圧トランスミッション(2)の調節装置(14、1
    5)を調節することにより駆動モータ(1)の負荷を増
    減させることにより直結駆動軸(16)の回転速度に作用
    して、断続クラッチ(17)での駆動モータ側回転速度
    (n1)と駆動軸側回転速度(n2)とをほぼ等しくするこ
    とを特徴とする静圧駆動装置。
  2. 【請求項2】前記油圧モータ(4)の行程容積は調節装
    置(14)を介して調節でき、そして断続クラッチ(17)
    での駆動モータ側回転速度(n1)と駆動軸側回転速度
    (n2)とを等しくするため、最初に、駆動モータ側回転
    速度(n1)の方が駆動軸側回転速度(n2)より小さい場
    合には、油圧モータ(4)を行程容積が大きくなる方向
    に揺動させ、 または、最初に、駆動モータ側回転速度(n1)の方が駆
    動軸側回転速度(n2)より大きい場合には、油圧モータ
    (4)を行程容積が小さくなる方向に揺動させることを
    特徴とする請求の範囲第1項に記載の静圧駆動装置。
  3. 【請求項3】前記油圧ポンプ(3)の行程容積は調節装
    置(15)を介して調節でき、そして断続クラッチ(17)
    での駆動モータ側回転速度(n1)と駆動軸側回転速度
    (n2)とを等しくするため、最初に、駆動モータ側回転
    速度(n1)の方が駆動軸側回転速度(n2)より大きい場
    合には、制御ユニット(5)は、油圧ポンプ(3)を行
    程容積が大きくなる方向に揺動させ、 または、最初に、駆動モータ側回転速度(n1)の方が駆
    動軸側回転速度(n2)より小さい場合には、油圧ポンプ
    (3)を行程容積が小さくなる方向に揺動させることを
    特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の静圧
    駆動装置。
  4. 【請求項4】前記第1センサ(18)が駆動モータ(1)
    の軸(8)に配置されていることを特徴とする請求の範
    囲第1項〜第3項のいずれかに記載の静圧駆動装置。
  5. 【請求項5】前記第2センサ(19)が出力駆動軸(11)
    に配置されていることを特徴とする請求の範囲第1項〜
    第4項のいずれかに記載の静圧駆動装置。
  6. 【請求項6】前記第1センサ(18)が駆動モータ(1)
    に連結された発電機により形成されており、これにより
    駆動モータ(1)の回転速度に比例する発電機の出力電
    圧の周波数を検出することを特徴とする請求の範囲第1
    項〜第5項のいずれかに記載の静圧駆動装置。
  7. 【請求項7】前記油圧モータ(4)が、トランスミッシ
    ョン(10)を介して出力駆動軸(11)に連結されている
    ことを特徴とする請求の範囲第1項〜第6項のいずれか
    に記載の静圧駆動装置。
  8. 【請求項8】請求の範囲第1項の前提部に記載の静圧駆
    動装置を作動する方法において、 断続クラッチ(17)での直結駆動軸(16)の回転速度
    (n1)および駆動軸側回転速度(n2)を検出する段階
    と、 前記検出した回転速度(n1、n2)を比較する段階と、 断続クラッチ(17)での駆動モータ側回転速度(n1)と
    駆動軸側回転速度(n2)とを等しくするために、検出し
    た駆動モータ側回転速度(n1)の方が検出した駆動軸側
    回転速度(n2)より小さい場合には、油圧モータ(4)
    を行程容積が大きくなる方向に揺動させおよび/または
    油圧ポンプ(3)の行程容積が小さくなる方向に揺動さ
    せ駆動モータ(1)の負荷を減少させるか、 または、 検出した駆動モータ側回転速度(n1)の方が検出した駆
    動軸側回転速度(n2)より大きい場合には、油圧モータ
    (4)を行程容積が小さくなる方向に揺動させおよび/
    または油圧ポンプ(3)を行程容積が大きくなる方向に
    揺動させ駆動モータ(1)の負荷を増加させる段階と、
    断続クラッチ(17)での駆動モータ側回転速度(n1
    と、駆動軸側回転速度(n2)とがほぼ等しくなるときに
    断続クラッチ(17)を接続する段階とを有することを特
    徴とする方法。
  9. 【請求項9】前記断続クラッチ(17)での駆動モータ側
    回転速度(n1)と駆動軸側回転速度(n2)とが等しくな
    った後、油圧モータ(4)および/または油圧ポンプ
    (3)を、行程容積を形成しない中立位置に揺動させ、
    かつ断続クラッチ(17)が接続される間この中立位置に
    維持することを特徴とする請求の範囲第8項に記載の方
    法。
  10. 【請求項10】前記断続クラッチ(17)での駆動モータ
    側回転速度(n1)と駆動軸側回転速度(n2)との同一化
    および断続クラッチ(17)の接続が、駆動モータ(1)
    の所定の回転速度を超える点に相当する第1切換え点で
    行なわれることを特徴とする請求の範囲第8項または第
    9項に記載の方法。
  11. 【請求項11】前記駆動モータ(1)の所定の回転速度
    に達しない第2切換え点では、断続クラッチ(17)が切
    断されることを特徴とする請求の範囲第8項〜第10項の
    いずれかに記載の方法。
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