JP4582979B2

JP4582979B2 - 静圧ドライブ

Info

Publication number: JP4582979B2
Application number: JP2001507668A
Authority: JP
Inventors: シンクレアカニンガム
Original assignee: マネスマンレクスロートアーゲー
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: EP1189782B1; US6675575B1; DE19930425A1; JP2003503656A; EP1189782A1; WO2001002205A1; DE50011072D1

Description

【０００１】
本発明は様々なタイプの車両を駆動する静圧ドライブに関する。
【０００２】
請求項１の特徴部分に記載の静圧ドライブが、ＤＥ−ＯＳ２０２６９１０から知られている。この刊行物で開示された静圧ドライブのケースでは、第１油圧ポンプ、第１油圧モータ、第２油圧ポンプおよび第２油圧モータが、作業回路中に直列で配置される。２つの油圧モータが異なる車輪を駆動する場合は、車輪の一方がスリップした場合に、この車輪に接続された油圧モータが車両の駆動に寄与せず、したがって静圧ドライブの効率が低下するという問題が生じる。
【０００３】
さらなる静圧ドライブが欧州特許第０５４７９４７Ａ１号から知られている。この出版物で開示された静圧ドライブの場合、車軸に対して対向して存在する２つの車輪が、それぞれのケースで、共通の軸上に対で配置された２つの油圧モータによって駆動される。油圧ポンプによって作業回路に送出される作動液が、対に配置された油圧モータの上流で分岐する。対に配置された２つの油圧モータのうち一方の出口から出る作動液は、油圧ポンプに直接戻るが、同じシャフトに配置された他方の油圧モータの出口は、各ケースでさらなる油圧モータを介して油圧ポンプに接続され、このさらなる油圧モータは、別の車軸の車輪を駆動する。この出版物で開示された静圧ドライブの場合は、車輪の一方でスリップが生じた場合に、ドライブの効率が大幅に低下するのを防止する措置が設けられていない。
【０００４】
欧州特許第０５０５２５４Ａ１号は、異なる車輪を駆動する油圧モータが全て、油圧ポンプに並列に接続される静圧ドライブを開示している。個々の油圧モータの出力シャフトに速度センサを設ける。個々の出力シャフトで決定された速度の関数として、割り当てられた油圧モータを通して流れる圧力流体の量を、調節可能なスロットル付き分岐弁で調整することができ、したがって起こり得る速度差を等化し、特に操舵または正確な直線の運転が可能になる。しかし、この配置構成には、車輪の一方で生じたスリップを等化するという制限された用途しかない。
【０００５】
欧州特許第０３７８７４２Ａ２号は、コーナリング時に第１および第２ドライブ・トレーンが完全に相互から分離され、第１ドライブ・トレーンが第１油圧ポンプおよび第１油圧モータを有し、第２ドライブ・トレーンが第２油圧ポンプおよび第２油圧モータを有する静圧ドライブを開示している。可能な限り正確な直線の運転を可能にするため、油圧モータは、一方では直線運転時に機械的結合によって相互に機械的に接続することができる。他方では、分離された油圧作動回路は、直線運転時に弁によって相互に油圧で接続される。２つのドライブ・トレーンのうち一方でスリップが生じた場合に、効率が損なわれるのを防止する措置は、この出版物では開示されていない。
【０００６】
本発明のベースとなる目的は、ドライブ・トレーンの一方でスリップが生じた場合に、効率が大幅に低下しない、複数のドライブ・トレーンを駆動する静圧ドライブを提供することである。
【０００７】
目的は、一般的特徴と組み合わせた請求項１の特徴付けの機能によって達成される。
【０００８】
本発明は、ドライブ・トレーンの一方でスリップが生じた場合に、このドライブ・トレーンに接続された油圧モータを迂回する切換弁によって、作動液をスリップの影響を受けていない他の個々の油圧モータに直接供給して、効率の低下に対抗できるという発見に基づく。したがって、油圧ポンプの全流体動力が、スリップの影響を受けていない油圧モータによって使用することができる。
【０００９】
本発明の有利な開発点は、従属請求項で開示される。
【００１０】
ドライブ・トレーンの一方でスリップが生じた場合、割り当てた切換弁がこのドライブ・トレーンに割り当てられた油圧モータを迂回することができるよう、切換弁を各油圧モータに割り当てると有利である。
【００１１】
切換弁は、個々の切換弁に割り当てられた油圧モータにおける圧力低下によって、または他の１つまたは複数の油圧モータにおける圧力低下によって駆動することができる。ドライブ・トレーンにおけるスリップ発生の１つの基準は、このドライブ・トレーンに割り当てられた油圧モータにおける圧力低下の著しい減少、または他の１つまたは複数の油圧モータにおける圧力低下の著しい増加である。
【００１２】
あるいは、スリップの発生は、異なるドライブ・トレーンにおける速度の比較によっても検出することができる。異なるドライブ・トレーンが、車両の異なる車輪を駆動し、車輪は、直径が等しいとスリップのない駆動時に同一速度で回転している場合、駆動が異なる車輪の速度偏差は、他方の車輪より著しく高い速度を有する車輪でのスリップ発生を指示する。
【００１３】
本発明の例示的実施形態を、図面に関して以下でさらに詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の例示的実施形態の基本的回路図を示す。本発明による静圧ドライブ１は、調節可能な油圧ポンプ２で構成されることが好ましく、これは例えば内燃機関（図示せず）によって駆動される。作業ライン３は、第１作業ライン区間４、第２作業ライン区間５および第３作業ライン区間６を備える。
【００１５】
まず最初に考慮すべき通常の状態で、本発明によるドライブ１でスリップが生じない状態では、第１作業ライン区間４が、切換弁８を介して油圧ポンプ２の第１接続部７を第１油圧モータ１０の第１接続部９に接続する。第１油圧モータ１０は、第１ドライブ・トレーン１１を介して、例えば車両の前輪を駆動する。この通常の状態では、第２作業ライン区間５が、切換弁８を介して第１油圧モータ１０の第２接続部１２を第２油圧モータ１４の第１接続部１３に接続する。第２油圧モータ１４は、第２ドライブ・トレーン１５を介して、例えば車両の後輪を駆動する。最後に、第３作業ライン区間６が、第２油圧モータ１４の第２接続部１６を油圧ポンプ２の第２接続部１７に接続する。
【００１６】
切換弁８の第１切換位置１８に相当する上述の通常の状態では、切換弁８が油圧ポンプ２の第１接続部７を第１油圧モータ１０の第１接続部９に接続し、第１油圧モータ１０の第２接続部１２を第２油圧モータ１４の第１接続部１３に接続する。しかし、第２切換位置１９では、切換弁８が第１作業ライン区間４を第２作業ライン区間５に直接接続しながら、第１油圧モータ１０を迂回し、したがって油圧ポンプ２の第１接続部７は第２油圧モータ１４の第１接続部１３に直接接続される。この第２切換位置１９では、油圧モータ１０の２つの接続部９および１２は、切換弁８を介して相互に短絡する。したがって、切換弁８は、例示的実施形態では４／２方弁として設計される。
【００１７】
図１に示す例示的実施形態では、切換弁８は、第１油圧モータ１０における圧力低下ｐ_２−ｐ_１によって、つまり第１油圧モータ１０の第１接続部９における圧力ｐ_２と第２接続部１２における圧力ｐ_１との差によって駆動される。このため、第１油圧モータ１０の第１接続部９に接続された第１圧力室２０、および第１油圧モータ１０の第２接続部１２に接続された第２圧力室２１とを設ける。
【００１８】
第１ドライブ・トレーン１１で、またはそれによって駆動される車輪でスリップが発生すると、これは第１油圧モータ１０における圧力低下を減少させ、圧力ｐ_２とｐ_１との間の差ｐ_２−ｐ_１が比較的小さくなる。したがって、ばね２２によって切換弁８に加えられる力は、圧力ｐ_２とｐ_１との差によって与えられる反対の力より優勢であり、切換弁８は第１切換位置１８から第２切換位置１９へと切り換えられる。その結果、第１ドライブ・トレーン１１でスリップが発生すると、油圧ポンプ２の第１接続部７は第２油圧モータ１４の第１接続部１３に直接接続され、作業ライン３の油圧ポンプ２によって生成された油圧力は、第２油圧モータ１４に直接伝達され、これはそれだけで駆動に使用可能である。上流の第１油圧モータ１０を迂回することによって、発生したスリップのために駆動にもはや使用不可能になった第１油圧モータ１０によるスロットル絞り動作が回避される。したがって、本発明による措置により、スリップの発生時でもドライブの効率が大幅に損なわれる経験をしないことを保証することができる。
【００１９】
例示的実施形態では、切換弁８はタイマ２３によって復旧し、これは例えば数秒という事前設定したタイム・クロックＴで電気パルスを電磁石２４に送信し、これは切換弁８を第１切換位置１８に戻す。まだ第１ドライブ・トレーン１１でスリップが生じている場合は、圧力ｐ_２とｐ_１との差ｐ_２−ｐ_１はまだ、ばね２２が切換弁８を再び即座に第２切換位置１９に戻すほど小さい。しかし、その間にドライブ・トレーン１１でもはやスリップが発生していない場合は、切換弁８が、再び圧力ｐ_２とｐ_１との間に存在する著しいｐ_２−ｐ_１を考慮して、第１切換位置１８に残り、したがって第１油圧モータ１０および第１ドライブ・トレーン１１を介して、および第２油圧モータ１４および第２ドライブ・トレーン１５を介して、再びドライブが作動する。
【００２０】
図２は、本発明の第２の例示的実施形態の基本的回路図を示す。連想を容易にするため、同じ要素または同じ動作を有する要素には、全ての図で対応する参照記号を設けてある。その範囲で、以上の説明を参照することができる。
【００２１】
図２に示す例示的実施形態は、まず、第１切換弁８が第１油圧モータ１０に割り当てられているばかりでなく、第２切換弁３０も第２油圧モータ１４に割り当てられているという点で、図１に示す例示的実施形態とは異なる。図２に示す通常の位置では、ばね２２によって負荷がかかるので、切換弁８は第１切換位置１８にあり、この通常の位置で、第２切換弁３０は、ばね３１によって負荷がかかるので、その第１切換位置３２にある。したがって、この通常の位置で、第１油圧モータ１０および第２油圧モータ１４は油圧ポンプ２と直列に接続され、油圧ポンプ２の第１接続部７は、第１作業ライン区間４および第１切換弁８を介して第１油圧モータ１０の第１接続部９に接続され、第１油圧モータ１０の第２接続部１２は、第１切換弁８、第２作業ライン区間５および第２切換弁３０を介して第２油圧モータ１４の第１接続部１３に接続され、第２油圧モータ１４の第２接続部１６は、第２切換弁３０および第３作業ライン区間６を介して油圧ポンプ２の第２接続部１７に接続される。
【００２２】
図示の例示的実施形態では、作業ライン３から逃げた圧力流体を補給するため、供給線３５が逆止め弁３４を介して第２作業ライン区間５に接続される。
【００２３】
第２作業ライン区間５には第１圧力センサ３６を設け、これは第２作業ライン区間５の圧力ｐ_４を検出する。それに応じて、第３作業ライン区間６には第２圧力センサ３７を設け、これは第３作業ライン区間６の圧力ｐ_３を検出する。圧力センサ３６および３７は制御ユニット３８、例示的実施形態では電子制御ユニットに接続され、これが圧力ｐ_４とｐ_３との差ｐ_４−ｐ_３を確立する。差ｐ_４−ｐ_３が予め設定した限界値を上回る場合、これは第１油圧モータ１０における圧力低下が比較的小さいことを意味する。これは、第１ドライブ・トレーン１１におけるスリップを示す。この場合、第１切換弁８を第１切換位置１８から第２切換位置１９へと切り換えるために電磁石２４が起動し、ここでは第１油圧モータ１０は迂回される。逆に、差ｐ_４−ｐ_３が予め設定した限界値に満たない場合、これは第２油圧モータ１４における圧力低下が比較的小さいことを意味する。これは、第２ドライブ・トレーン１５におけるスリップを示す。この場合、第２弁３０を第１切換位置３２から第２切換位置３３に切り換え、したがって第２油圧モータ１４を迂回するため、電磁石３９が起動する。
【００２４】
この例示的実施形態でも、タイム・クロックＴを定期的に制御ユニット３８に送信するタイマ２３を設ける。この電気制御ユニット３８は、このタイム・クロックＴで電磁石２４および３９を一時的にオフに切り換え、したがって以前に切り換えられている切換弁８または３０が、再び第１切換位置１８または３２に復帰する。割り当てられたドライブ・トレーン１１または１５でまだスリップが発生している場合は、上述した制御手段のため、対応する切換弁８または３０が即座に再び第２切換位置１９または３３へと戻る。しかし、対応するドライブ・トレーン１１または１５におけるスリップがその間に解消された場合は、切換弁８および３０が個々の第１切換位置１８または３２に残る。
【００２５】
図３は、本発明による静圧ドライブ１の第３の例示的実施形態を示す。この例示的実施形態は、ほとんど、図２に関して既に説明した例示的実施形態に対応するが、電磁石２４および３９が圧力差ではなくドライブ・トレーン１１および１５における速度に従って駆動されるという違いがある。そのため、第１ドライブ・トレーン１１に第１速度センサ４０を設け、第２ドライブ・トレーン１５に第２速度センサ４１を設ける。制御ユニット３８内で、第１ドライブ・トレーン１１における速度ｎ_１と第２ドライブ・トレーン１５における速度ｎ_２との差ｎ_２−ｎ_１が決定される。差ｎ_２−ｎ_１の絶対置が予め設定した限界値より大きい場合、これは２つのドライブ・トレーン１１または１５のうち一方にスリップがあることを示す。この場合、他方のドライブ・トレーン１５または１１より大きい速度を有するドライブ・トレーン１１または１５がスリップしている。関連する切換弁８または３０の電磁石２４または３９が起動し、したがって切換弁８または３０が第２切換状態１９へと切り換わり、スリップしているドライブ・トレーン１１または１５の油圧モータ１０または１４が迂回される。この場合も、リセットはタイマ２３によって生成されたタイム・クロックＴによってトリガされる。
【００２６】
本発明は、図示した例示的実施形態に制限されない。特に、本発明は、直列に接続されている油圧モータが２つ以上ある場合に、同じ方法で使用することができ、例えば第３作業ライン区間６が第２油圧モータ１４を、油圧ポンプ２に直接ではなく、さらなる１つまたは複数の油圧モータを介して油圧ポンプ２に間接的に接続する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の例示的実施形態の基本的な油圧および電気回路図を示す。
【図２】本発明の第２の例示的実施形態の基本的な油圧および電気回路図を示す。
【図３】本発明の第３の例示的実施形態の基本的な油圧および電気回路図を示す。

Claims

少なくとも１つの油圧ポンプ（２）と、
第１作業ライン区間（４）を介して少なくとも間接的に油圧ポンプ（２）に接続可能であり、第１ドライブ・トレーン（１１）を駆動する第１油圧モータ（１０）、第２作業ライン区間（５）を介して少なくとも間接的に第１油圧モータ（１０）に接続可能であり、第２ドライブ・トレーン（１５）を駆動する第２油圧モータ（１４）と、
第２油圧モータ（１４）を少なくとも間接的に油圧ポンプ（２）に接続可能にする第３作業ライン区間（６）とを備え、
第１作業ライン区間（４）および第２作業ライン区間（５）に、第１油圧モータ（１０）および／または第２油圧モータ（１４）における圧力低下（ｐ２−ｐ１、ｐ４−ｐ３）によって駆動される第１切換弁（８）が配置され、第１ドライブ・トレーン（１１）でスリップが発生した場合に、これを介して第１作業ライン区間（４）が第２作業ライン区間（５）に接続可能である一方、第１油圧モータ（１０）を迂回することを特徴とする静圧ドライブ（１）。
第１切換弁（８）が、第１切換位置（１８）で油圧ポンプ（２）の第１接続部（７）を第１油圧モータ（１０）の第１接続部（９）に接続し、第１油圧モータ（１０）の第２接続部（１２）を第２油圧モータ（１４）の第１接続部に接続して、
第２切換位置（１９）で油圧ポンプ（２）の第１接続部（７）を第２油圧モータ（１４）の第１接続部（１３）に直接接続することを特徴とする請求項１に記載の静圧ドライブ。
第２作業ライン区間（５）および第３作業ライン区間（６）に第２切換弁（３０）が配置され、第２ドライブ・トレーン（１５）でスリップが発生した場合に、これを介して第２作業ライン区間（５）が第３作業ライン区間（６）に接続可能である一方、第２油圧モータ（１４）を迂回することを特徴とする請求項１または２に記載の静圧ドライブ。
第２切換弁（３０）が、第１切換位置（３３）で第１油圧モータ（１０）の第２接続部（１２）を第２油圧モータ（１４）の第１接続部（１３）に接続し、第２油圧モータ（１４）の第２接続部（１６）を油圧ポンプ（２）の第２接続部（１７）に接続して、
第２切換位置（３３）で第１油圧モータ（１４）の第２接続部（１６）を油圧ポンプ（２）の第２接続部（１７）に直接接続することを特徴とする請求項３に記載の静圧ドライブ。
第２切換弁（３０）が、第１油圧モータ（１０）および／または第２油圧モータ（１４）における圧力低下（ｐ２−ｐ１、ｐ４−ｐ３）によって駆動されることを特徴とする請求項３又は４のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。
第１油圧モータ（１０）における圧力低下（ｐ_２−ｐ_１）が予め設定した限界値より低下した場合に、第１切換弁（８）が第１切換位置（１８）から第２切換位置（１９）へと切り換わることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。
第２油圧モータ（１４）における圧力低下（ｐ_４−ｐ_３）が予め設定した限界値より低下した場合に、第２切換弁（３０）が第１切換位置（３２）から第２切換位置（３３）へと切り換わることを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。
第２油圧モータ（１４）における圧力低下（ｐ_４−ｐ_３）が予め設定した限界値を上回る場合に、第１切換弁（８）が第１切換位置（１８）から第２切換位置（１９）へと切り換わることを特徴とする請求項１又は５から７のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。
第１油圧モータ（１０）における圧力低下が予め設定した限界値を上回る場合に、第２切換弁（３０）が第１切換位置（３２）から第２切換位置（３３）へと切り換わることを特徴とする請求項３又は６から８のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。
第１ドライブ・トレーン（１１）に、第１ドライブ・トレーン（１１）における速度（ｎ_１）を決定する第１速度センサ（４０）を設け、第２ドライブ・トレーン（１５）に、第２ドライブ・トレーン（１５）における速度（ｎ_２）を決定する第２速度センサ（４１）を設けて、速度センサ（４０、４１）によって決定された速度（ｎ_１、ｎ_２）の差（ｎ_２−ｎ_１）に従い、第１切換弁（８）および／または第２切換弁（３０）を駆動する制御ユニット（３８）を設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。
第１切換弁（８）および／または第２切換弁（３０）が、タイム・クロック（Ｔ）によって第２切換位置（１９；３３）から第１切換位置（１８；３２）へと切り換えられることを特徴とする請求項２、４、５、６、７、８または９のいずれか一項に記載の静圧ドライブ。