JP3529403B2 - 静流体圧伝動装置 - Google Patents

静流体圧伝動装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静流体圧伝動装置に関
し、特に、少なくとも1台のポンプと1台あるいは並列
接続された数台の可変容量形モータとが配設され、上記
それぞれの可変容量形モータの消費(吸収)を調整する
制御装置付の油圧回路を備えた車両走行用静流体圧伝動
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】1台のポンプと1台の可変容量形モータ
を有するそのような静流体圧伝動装置は、米国特許US
−A−4478041号公報で公知であり、その伝動装
置の消費量(吸収量)は、その伝動装置で消費(吸収)
される流量に基づいて調整される。この流量は、該可変
容量形モータに接続された圧力手段ラインに配設された
絞りによって検知される。この絞りの圧力降下が差圧と
して制御装置に供給される。この制御装置は、圧力降下
に比例した調節圧力を発生し、可変容量形モータの消費
容量を調節するためにこの調節圧力によって調節シリン
ダが作動される。この制御装置は、逆転機能を内蔵して
いる(有している)。この逆転機能とは、上記調節シリ
ンダの圧力降下の向きに関係なく、すなわち、ポンプが
可変容量形モータを駆動する負荷運転中も、坂を下る際
に可変容量形モータがポンプの駆動よりも優勢になるポ
ンプ作動中も、常に可変容量形モータの消費容量を減少
し、それに伴って静流体圧伝動装置の伝動比率を減少す
る方向に作動が行われるものである。ポンプ運転中の伝
動比率の減少は、この運転状態において望まれる静流体
圧伝動装置のブレ−キ効果の減少を意味する。
【0003】少なくとも1台のポンプと1台あるいは並
列接続された数台の可変容量形モータとが配設され、上
記それぞれの可変容量形モータの消費を調整する制御装
置付の油圧回路を備えた車両用静流体圧伝動装置は、欧
州特許EP−B−0226844号公報からも公知であ
る。この装置は、車両駆動用伝動装置として形成されて
おり、1台の可変吐出量形ポンプと並列接続された数台
の可変容量形モータとを備え、この数台の可変容量形モ
ータの消費量は、油圧回路中の系統圧力及び可変吐出量
形ポンプの回転数に基づいて一緒に制御される。この回
転数信号は、いわゆるDA制御弁によって発生される圧
力信号であり、このDA制御弁によってそれぞれの信号
ライン経由で、該可変容量形モータとそれぞれ関連した
個々の制御ユニットと、可変吐出量形ポンプの制御ユニ
ットとが、回転数の増加に伴って可変容量形モータの消
費量を減少させ、可変吐出量形ポンプの容積を増大させ
るように制御が行われる。このDA制御弁は、可変吐出
量形ポンプと同速度で回転する補助ポンプに接続されて
いる。
【0004】この可変吐出量形ポンプから吐出される流
量は、最も抵抗の小さい流路を通り、従って、負荷運転
中の可変容量形モータによってそれぞれ作用される駆動
トルクの逆比率で可変容量形モータによって消費され
る。従って、駆動装置がスリップを生じた場合にはアン
チスリップ制御により取消せるという差動効果がある。
このアンチスリップ制御は、全ての駆動装置の速度を計
測して可変容量形モータの個々の負荷を考慮し、これら
駆動装置の速度を電子制御装置内で比較し、所定の回転
速度差を越えると、回転の早い方の駆動装置がそれぞれ
関連するパイロット弁によってより高い制御圧力でそれ
ぞれの制御装置を過負荷にするので、この回転の早い方
の駆動装置の可変容量形モータをより低い消費量に戻
す。その結果、より低い消費量に戻された可変容量形モ
ータによって伝達される駆動トルク、すなわち、関連す
る駆動装置のスリップは、極端な場合はゼロにまで減少
される。
【0005】このアンチスリップ制御は、更に、伝動装
置がポンプ作動中の場合、該当する全てのパイロット弁
の制御により、信号ライン中の圧力信号を減少し、その
結果、各可変容量形モータの消費量、すなわちブレーキ
モーメントを増加するような設計になっている。
【0006】本発明の目的は、上記したような型の静流
体圧伝動装置を提供し、ポンプ作動の場合、より大きな
ブレーキ作用を有し、数台の可変容量形モータを使用す
る場合、その負荷を考慮しながら、構造を複雑化するこ
となくそれぞれの消費量を制御することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は、制御装置
が、それぞれ該可変容量モータ前後の油圧回路の一部分
に接続され、該可変容量形モータの前あるいは後ろの高
圧が負荷された該一部分の圧力降下を計測するために形
成され、ポンプ方向において該計測された圧力降下に増
加がある場合はより大きな消費量の方向に、また、その
逆方向において圧力降下が増加する場合は、消費量を小
さくするように該可変容量形モータをそれぞれ制御する
ことによって達成される。
【0008】
【作用】ポンプ方向に向かって圧力が低くなる圧力降下
の場合、静流体圧伝動装置はポンプ作動中であり、その
逆方向における圧力降下の場合、静流体圧伝動装置は負
荷運転中である。従って、後者の負荷運転状態では、静
流体圧伝動装置は低速に変化し、その結果、被駆動側の
速度は増加する。他方、ポンプ作動の場合、伝動比率、
及びその結果としてのこの運転状態で望まれる静流体圧
伝動装置の油圧ブレーキ効果は増加する。本発明による
可変容量形モータ消費量の制御は、圧力降下に基づい
て、すなわち、ポンプで吐出される流量に基づいて発生
する。その結果、従来の技術と同様の方法で、ポンプの
回転速度と容積が考慮される。更に、複数のモータによ
る伝動の場合、異なるモータ負荷により異なる圧力降下
を発生するので、並列に接続された可変容量形モータ
は、それぞれの負荷を考慮しながら独立して調節され
る。このようにして、並びに、消費量を小さくする方向
に圧力降下が増加すると制御装置が負荷運転中に各可変
容量形モータを調節するように制御装置を形成すること
により、結果は、現状の技術で知られるアンチスリップ
制御機能の複雑さを持たないアンチスリップ制御機能と
なる。
【0009】本発明は、開回路は勿論、閉回路を有する
静流体圧伝動装置に使用可能である。開回路の場合、油
圧回路のタンクへ通じる部分にブレーキ弁が配設され
る。従って、このブレーキ弁によって起こされる圧力降
下は、油圧回路のこの部分で計測される圧力降下を表
す。このポンプは、可変吐出量形として形成しても、可
変あるいは定速回転で駆動される一定吐出量形ポンプと
して形成してもよい。
【0010】本発明のその他の利点及び特徴は残りの従
属クレームに記載されている。
【0011】
【実施例】以下、油圧回路図を参照して、一実施例を基
に本発明を更に詳細に説明する。
【0012】図は、車両駆動伝動装置としての閉回路の
伝動装置を示す。この静流体圧伝動装置は2台の可変容
量形モータ1、2を有する。これら可変容量形モータは
それぞれ2つの吐出方向を有し、図示しない車両の同じ
く図示しない少なくとも1台の駆動装置を駆動し、それ
ぞれ並列接続の分岐部A又はBを有する油圧回路を形成
する2本の圧力手段ライン3、4により、可変吐出量形
ポンプ5に接続される。この静流体圧伝動装置は更に、
可変容量形モータ1、2の消費量を個々に調整する制御
装置を有する。これらの可変容量形モータ1、2は、オ
ーバーフローライン6を介してタンク7に接続されてい
る。
【0013】可変吐出量形ポンプ5は2つの吐出方向に
吐出を行う。この可変吐出量形ポンプ5は、例えば可変
回転速度を有するディーゼルエンジンである駆動モータ
8によって駆動可能であり、補助ポンプ9を含むいわゆ
るDA(回転速度に依存した)制御によりその容積が調
整可能である。このようなDA制御は、ドイツ特許DE
−A−4016518号公報に記載されており、以下に
更にその概略を説明する。可変吐出量形ポンプ5と補助
ポンプ9は機械的に互いに連結されており、該当するオ
ーバーフローラインによってタンク7に接続されてい
る。
【0014】上記制御装置は、それぞれ、各可変容量形
モータ1、2と関連した計測兼制御装置を備え、この計
測兼制御装置は、2つの計測部と1つの調節シリンダ1
0と、1つの制御弁11とで構成されている。各計測兼
制御装置はいずれも同一である。簡単にするために、可
変容量形モータ1に関連した装置についてのみ以下に説
明する。第1の接続ライン12又は13は、可変容量形
モータ1と分岐部A又はBとの間に存在する、圧力手段
ライン3、4の一部分から転換弁14に繋がり、第2の
接続ライン15又は16は転換弁17に繋がる。接続ラ
イン12及び15又は13及び16の接続口から圧力手
段ライン3又は4内に存在する圧力ラインの一部が、符
号18、19を付した計測部であり、この部分にはそれ
ぞれ絞り部20又は21が配設されている。第2の接続
ライン15、16は、第1の接続ライン12又は13よ
りも可変容量形モータ1に近い位置でそれぞれの圧力手
段ラインに連結接続されている。
【0015】調節シリンダ10はピストン22を備えた
単動シリンダであり、ピストンロッド23により、消費
量(吸収量)調節のために設けられている可変容量形モ
ータ1の調節部材24に連結されている。ピストン22
はその大きな方の円板状ピストン面により、調節圧力ラ
イン25に接続される圧力室26を区画し、その小さな
方の環状ピストン面により、押圧ばね27が配設される
ばね室を区画する。この押圧ばね27は、ピストンに対
して圧力室26の面積を減少する方向、従って可変容量
形モータ1の消費量を増加する方向に作用する。調節圧
力ライン25にはダイアフラム(絞り)28が配設され
ている。
【0016】制御弁11は、制御接続が2つで、それぞ
れ調節圧力ライン25、オーバーフローライン6につな
がるアンローダライン29及び第2の接続ライン15、
16中の転換弁17に繋がる供給ライン30への接続を
有する二位置三接続切換弁である。この二位置三接続切
換弁11は、圧力ばね31によって、図示の出力位置
(右側)に保持され、第1圧力P1によって調節圧力ば
ね31の力に抗して制御位置(左側)に制御可能であ
る。この目的のために、第1の制御ライン32は転換切
換弁14を図面の右側に示す二位置三接続切換弁の制御
室に接続し、図の左側の制御室は第2の制御ライン33
によって、第2圧力P2を増大させるために転換弁17
に繋がる供給ライン30に接続される。これら2つの圧
力P1、P2は、伝動装置の運転中にそれぞれの絞り部
20又は21に発生する圧力降下ΔPを表わす。
【0017】二位置三接続切換弁11の出力位置では、
供給ライン30への接続が阻止され、残りの接続口が互
いに接続される。制御位置では、調節圧力ライン25と
供給ライン30の接続が行われ、アンローダライン29
への接続は阻止される。詳細に図示されない可変吐出量
形ポンプ5のDA制御は、スプリングセンタ式で複動型
の同期調節シリンダ34で構成され、この同期調節シリ
ンダ34は可変吐出量形ポンプ5の調節要素35に接続
される。同期調節シリンダ34の2つの圧力室は、それ
ぞれ、制御圧力分岐ライン36、37により走行方向弁
38に接続されている。この走行方向弁38から制御圧
力ライン39が、ダイアフラムが接続された差圧制御弁
40に繋がり、この差圧制御弁は補助ポンプ9に接続さ
れている。走行方向弁をそれぞれ制御し、走行方向を選
択する場合、同期調節シリンダの該当圧力室は、補助ポ
ンプ9、すなわち、可変吐出量形ポンプ5の回転速度に
比例する制御圧力の作用を受け、最大容積の方向に揺動
される。これらDA制御の代わりに、その他公知の制御
(及び制御機構)が使用可能である。例えば、圧力手段
ライン3、4のそれぞれ高い方の圧力(作動圧力)に基
づいて可変吐出量形ポンプ5の容積を制御し、調節要素
35の作動圧力又は出力を一定に保つ圧力制御あるいは
出力制御が使用可能である。
【0018】本発明による伝動装置の作用は以下の通り
である。駆動モータ8がアイドリングの速度の時可変吐
出量形ポンプ5が最小容積に設定され、可変容量形モー
タ1、2が、調節シリンダ10の図示の位置及び制御弁
11の位置に相当する最大消費量に設定される。
【0019】可変吐出量形ポンプ5は、駆動モータ8の
回転速度が増加している場合には連続的により大きな容
積の方向に揺動され、それに相当する圧力のかかった流
量を圧力手段ライン3に吐出し、可変容量形モータ1、
2を、例えば選択された走行方向である「前進」方向に
回転させる。流量の可変吐出量形ポンプ5への戻りは、
圧力手段ライン4経由でほとんど圧力なしで行われる。
車両走行時、その静流体圧伝動装置は、伝動比率の変更
が可変吐出量形ポンプ5の調節によってのみ発生する初
期調節段階にある。
【0020】圧力手段ラインの絞り部20においてそれ
ぞれ、圧力のかかった流量に比例する圧力降下ΔP(圧
力差)が発生する。絞り部20の流れ方向に見て先方に
存在する圧力P2は消費圧力であり、これはそれぞれの
可変容量形モータ1又は2の駆動トルクに相当する。第
2接続ライン15、転換弁17、供給ライン30及び第
2制御ライン33経由で制御弁11は消費圧力P2によ
って制御され、これらは出力位置にとどまる。絞り部2
0の流れ方向手前に存在する圧力P1は消費圧力に圧力
降下ΔP(圧力差)を加えたものに等しい。この圧力P
1は、第1接続ライン12、転換弁14及び第1制御ラ
イン32経由で制御弁11に対して制御方向に作用す
る。
【0021】もし可変吐出量形ポンプ5がほとんど最大
容積の位置に揺動されると、各絞り部20の分岐部Aで
均等に分配される場合、ΔPに相当する圧力差を発生す
る流量を吐出し、その圧力差はそれぞれの圧力ばね31
の設定圧力を越え、それぞれ関連した制御弁11を制御
位置へ移動する。この制御位置では消費圧力P2がそれ
ぞれの第2接続ライン15、転換弁17、供給ライン3
0及び調節圧力ライン25によってそれぞれの調節シリ
ンダ10の圧力室26に供給され、可変容量形モータ
1、2をより小さい消費量の方向へ戻すように揺動され
る。静流体圧伝動装置は第2調節区域に位置している。
駆動ポンプ8の回転速度、すなわち可変吐出量形ポンプ
5が吐出する流量が増加すると、静流体圧伝動装置の伝
動比率は、可変容量形モータ1、2を更に最小容積の方
向に揺動することにより減少される。駆動装置と道路と
の間の静摩擦限界値を越えない限り、全ての駆動装置は
同一速度で直線走行し、可変吐出量形ポンプ5によって
吐出される分岐部Aにおける流量(前進走行の場合)
は、同一比率で分配される。従って、可変容量形モータ
1、2は同一の消費量に調節される。
【0022】曲線を走行する場合、2つの流量の相対的
な大きさと、従って絞り20における圧力差ΔPは、駆
動装置の外側の曲線と内側の曲線の回転速度差に基づい
て変更される。従って、外側の曲線の駆動装置を駆動し
ていて、従ってより早く回転している可変容量形モータ
は、より小さな消費量に調節され、内側の曲線の駆動装
置を駆動していて、従ってより遅く回転している可変容
量形モータはより大きな消費量に調節される。この調節
は、以上の二つが同一の流量である限り、両方の可変容
量形モータの調節区域で発生する。しかしながら、もし
可変容量形モータ1、2が両方共最小又は最大消費量に
設定されたとしたら、その消費量の調節は発生しない。
【0023】直線、あるいは曲線道路を走行中にもし2
つの内の1つの駆動装置が静摩擦限界値を越え、スリッ
プした場合、関連した可変容量形モータ、例えばモータ
1が可変吐出量形ポンプ5が吐出する流量を全部消費
し、それに相当する絞り部20での大きな圧力差ΔPに
よって消費量ゼロに揺り戻される。従って、可変容量形
モータ1はもはやトルクを伝達せず、それに関連した駆
動装置のスリップはそれ以上発生せず、車両の速度に相
当する速度で回転する(アンチスリップ制御)。
【0024】可変容量形モータ1で駆動される駆動装置
がスリップを発生すると、可変容量形モータ2は流量を
受入れず、従って、最大消費量の側に揺動され、最大駆
動トルクを吐出する。このように、その結果は、一方で
はより大きな走行抵抗差の釣合いがとれ、同時に、駆動
装置がスリップを発生することもなく停止することもな
い。
【0025】もし静流体圧伝動装置が負荷運転からポン
プ作動に変更になると、すなわち、可変容量形モータ
1、2が可変吐出量形ポンプ5を駆動し、圧力のかかっ
た流量が圧力手段ライン3から圧力手段ライン4に変更
になると、絞り部21での圧力差ΔPは圧力ばね31と
同じ方向に制御弁11に作用し、これらを図示の出力位
置、すなわち、可変容量形モータ1、2が調節シリンダ
10中の押圧ばね27により最大容積に揺動される位置
に保持される。このようにして、駆動モータ8のブレー
キ出力が十分に利用される。
【0026】以上の説明は、可変吐出量形ポンプ5が圧
力手段ライン4を介して吐出(押圧)し、戻り動作が圧
力手段ライン3を介して発生する後退運転にも当て嵌ま
る。
【0027】本発明による静流体圧伝動装置は、分岐部
A、Bを省略し、1台の可変容量形モータだけを使用し
た単一モータ式伝動装置としても形成可能である。
【0028】さらに、本発明による静流体圧伝動装置
は、1台あるいは複数台のモータを備えた実施例におい
て、上記の閉回路の代わりに、開回路にし、可変容量形
モータに接続された2つの内の1つの圧力手段ラインが
1つの吐出方向で上記ポンプに導かれ、他の圧力手段ラ
インがブレーキ弁を介してタンクに繋がるようにしても
よい。1台のモータを備えた静流体圧伝動装置の開回路
におけるブレーキ弁は、欧州特許EP−A−2−053
0842号公報に詳細に記載されている。その作用は、
簡単に言って、可変容量形モータからポンプへの流量の
戻りを絞り、流れ方向に見てブレーキ弁の前方に静圧を
蓄積し、それにより可変容量形モータにブレーキをかけ
ることである。ブレーキ弁はこのようにして、絞り部2
0又は21の働きの代役を果たすことができる。ブレー
キ弁とポンプとの間のいわゆる走行方向弁は、可変容量
形モータの回転方向を変更するのに使用できる。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ポンプ作動の場合、より大きなブレーキ作用
を有し、数台の可変容量形モータを使用する場合、その
負荷を考慮しながら、構造を複雑化することなく可変容
量形モータの消費量を制御できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す油圧回路図
【符号の説明】
1、2 可変容量形モータ 5 ポンプ 10 調節シリンダ 11 調節弁 20、21 絞り部 23 調節部材 31 圧力ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローラント ベルザー ドイツ連邦共和国 デー−7452 ハイガ ーロッホ ウンターシュタット 11 (56)参考文献 特開 平3−144167(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 61/42

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 なくとも1台のポンプと該ポンプに閉
    回路の油圧回路によって接続された1台あるいは並列接
    続された数台の可変容量形モータとが配設され、上記そ
    れぞれの可変容量形モータを接続したそれぞれの油圧回
    路に上記それぞれの可変容量形油圧モータの消費を調整
    する制御装置備えた車両駆動装置である静流体圧伝動
    装置であって、該制御装置がそれぞれ該可変容量モー
    タの前後の油圧回路の一部分に接続され、該可変容量形
    モータの前あるいは後ろの高圧が負荷された該一部分の
    圧力降下を計測するために形成され、ポンプ方向におい
    て該計測された圧力降下に増加がある場合はより大きな
    消費量の方向に、また、モータ方向において圧力降下が
    増加する場合は、消費量を小さくするように該可変容量
    形モータをそれぞれ制御することを特徴とする静流体圧
    伝動装置。
  2. 【請求項2】 該油圧回路の各一部分に該圧力降下を測
    定するための絞り部が設けられていることを特徴とする
    請求項1記載の静流体圧伝動装置。
  3. 【請求項3】 該制御装置が、該可変容量形モータを調
    節するために、調節部材と連結し調節圧力で作動される
    調節シリンダと該調節シリンダの調節圧力作用を調節す
    る制御弁とを備えた、該可変容量形モータに連結した計
    測兼制御装置を有し、該油圧回路の高圧が負荷された該
    各一部分において該絞り部によって該ポンプに近い部分
    の第1圧力と該モータに近い部分の第2圧力との間の圧
    力降下を測定し、これによって、第1圧力が対応する接
    続ライン、転換弁および第1制御ラインを介して制御弁
    に対し、対応する接続ライン、転換弁および第2制御ラ
    インを介して制御弁に作用する第2圧力に抗して、該調
    節シリンダの調節圧力作用を該可変容量形モータの消費
    量が小さくなる方向に調節する制御位置方向に作用する
    ことを特徴とする請求項2記載の静流体圧伝動装置。
  4. 【請求項4】 該制御弁が該第1圧力に抗する圧力ばね
    の作用を受けることを特徴とする請求項3記載の静流体
    圧伝動装置。
  5. 【請求項5】 該ポンプがその容積を調節するための関
    連制御装置を備えた可変容量形ポンプとして形成されて
    いることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項
    に記載の、駆動モータによって駆動される静流体圧伝動
    装置。
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