JPH08189370A

JPH08189370A - 差動駆動過給装置およびその制御方法

Info

Publication number: JPH08189370A
Application number: JP2459695A
Authority: JP
Inventors: Godo Ozawa; 吾道小沢
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-07-23
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP3315549B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、差動駆動過給装置およびその制御
方法に係わり、特に、建設機械等の車両用エンジンで、
加速性の良い、小型で高出力、かつ、低速トルクが大き
く、また、燃費が良く得られるための車両用のエンジン
の過給方法およびその装置に関するものである。【構成】差動駆動装置を介してエンジンの出力で駆動
される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置におい
て、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン出力
の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、かつ、リング
ギャに回転負荷可変体を連結したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、差動駆動過給装置およ
びその制御方法に係わり、特に、建設機械等の車両用の
エンジンの給気を過給し、エンジン出力の増加を図るエ
ンジンの差動駆動過給装置およびその制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、乗用車、トラック、ホィールロー
ダ、クレーン車等、主に、車輪をもって走行する車両用
エンジンにおいては、加速性を確保しつつ、小型高出力
化するために過給機が用いられている。この過給機（ス
パーチャージャ）には、エンジンの出力の一部、あるい
は、他の機関の動力を用いる機械式過給方式と、排気ガ
スを用いるターボチャージャによる過給方式とがある。
機械式過給方式としては、過給機２１０をエンジン２１
１から図７２に示すように、ギヤー２１２、２１３ある
いはベルト等を介して機械的に直結駆動式にしている。
この直結駆動式では、図７３に示すような空気供給状態
となり、エンジン回転速度の低速高負荷領域（Ａ）では
エンジンへの空気の供給は不足状態となり、高速低負荷
領域（Ｂ）では供給は超過状態となり、過給機２１０の
駆動ロスが増大する。

【０００３】これを解消するために、図７４に示すよう
な差動駆動方式にて過給機２１０を駆動させる方法が提
案されている。図７４の差動駆動方式（イ）では、エン
ジン２１１の出力軸２１１ａにはプラネタリキャリア２
１３が固設して連結され、プラネタリキャリア２１３に
は通常３個のプラネタリギャー２１４が等間隔に回転自
在に取着されている。３個のプラネタリギャー２１４の
内方にはサンギャー２１５が、また、外方にはリングギ
ャー２１６が噛合している。サンギャー２１５の内方に
はエンジン２１１の出力軸２１１ａが回転自在に配設さ
れている。また、サンギャー２１５の一端にはギャー２
１７が設けられ、このギャー２１７には機械式過給機２
１０用の駆動ギヤー２１８が噛合している。リングギャ
ー２１６には車両の動力伝動系２２０の軸が連結され、
動力伝動系の負荷により機械式過給機２１０は変動して
回転している。

【０００４】また、同じ差動駆動方式にて過給機を駆動
させる方法の図７５の差動駆動方式（ロ）では上記とほ
ぼ同じ構成（同一部品には同一符号を付設）よりなり、
差動駆動方式（ロ）ではリングギャー２１６に、電気、
乾式、油圧等を利用したブレーキ２１６ａを配設してい
る。このブレーキ２１６ａによるひきずり抵抗の強弱で
機械式過給機２１０の回転力を制御している。

【０００５】また、建設機械、運搬機械等では、使用す
る機械によりエンジンの出力性能は低速・中速回転速度
側で高出力を望もの、あるいは、高速回転速度側で高出
力を望ものがある。例えば、パワーショベル等のよう
に、図７６に示すごとく、エンジンが高回転速度で高出
力のもの、すなわち、領域Ｑａで使用されるのでこの範
囲で高出力を出すエンジンが望まれている。また、ブル
ドーザ、ダンプトラック、ホィールローダ、モータグレ
ーダ、あるいは、オンロードトラック等のように、図７
７に示すごとく、特に中・低速回転時に高出力（実線Ｅ
Ｌ）を出すエンジンが望まれている。しかしながら、現
状のエンジンでは、図７７の点線ＥＬ−１に示すごと
く、中・低速回転時の出力が低いという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようする課題】ところが、従来の差動駆
動方式（イ）では、ゼロ発進からの加速（車両停止から
の加速）の場合には車両負荷が大きいので、まず、機械
式過給機２１０の回転速度が高まり、エンジンに十分な
空気が入ってからやっと車両が動きだす。このため、オ
ペレータはアクセル踏み込み初期における停滞感、すな
わち、応答性が悪いという不満が生ずる。差動駆動方式
（ロ）では、エンジンの駆動力の一部がブレーキ等のひ
きずり抵抗により熱のロスとして失われ、燃費が悪化す
るという問題がある。現状のエンジンでは、図７７の点
線ＥＬに示すごとく、中・低速回転時に迅速に高出力を
出力するものがないという問題がある。

【０００７】これは、現状のエンジンでは、次の問題が
あり達成されない。中・低速回転域で吸入空気量の限界がある。筒内圧の最大燃焼圧力にＰｍａｘの限界がある。低温時に圧縮比を低くとると始動が悪く、始動性に限
界がある。（始動性より、圧縮比は直接噴射式で１５〜
１７位である。）図７８に示すように、前記、の二つの問題を説明す
る図である。図７８において、横軸にエンジンの回転速
度を、縦軸に正味平均有効圧力Ｐｍｅを示し、双曲線
（Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３）でエンジンの要求する等空
気量の線を示している。また、一点鎖線（Ａｒａ）で現
在のエンジンの吸入空気量の限界を、二点鎖線（Ｐｍ
ｌ）で現在のエンジンの設計の構造上のバランスからの
最大燃焼圧力（Ｐｍａｘ）の限界を示している。このた
め、現在では点線（Ｔｃａ）に示す出力トルクが得られ
ている。

【０００８】さらに、高出力を得るためにターボ過給機
を採用しているが、従来のターボ過給機は図７９に示す
ようなトルクカーブ（Ｔｃａ）では低速度時（Ｎａ）に
は働かない。従って、定格点（Ｒａ）と最大トルク点
（Ｔmax ）とのエンジンに供給されるべき要求空気量の
差が大きくなり、ワイドレンジのコンプレッサマップが
必要となる。このために、コンプレッサはベーンレスタ
イプとしてワイドレンジ化をはかるためコンプレッサ効
率が悪いとともに、空気量の差が大きいため図８０に示
すように最高の効率範囲（Ｌａａ）を使えない。もし、
定格点（Ｒａ）をこの最高の効率範囲（Ｌａａ）に入れ
ると最大トルク点（Ｔmax ）がサージング域（サージン
グラインＳａａ）に入り使用不可となる。また、最大ト
ルク点（Ｔmax ）をこの最高の効率範囲（Ｌａａ）に入
れると定格点（Ｒａ）がチョーク域（チョークラインＣ
ａａ）に入りコンプレッサ効率が異常に低下するという
問題がある。また、機械式過給機により、低速で高いト
ルクを出力する高トルク型エンジンを作ると筒内圧力が
高くなり設計上の許容限界を越えてしまい信頼性、耐久
性を確保できない。これを解決するために圧縮比を低く
とると、低温始動性が悪くなるという相反する問題があ
る。さらに、低速領域で正味平均有効圧力を大きくとる
と、低速トルクが大幅に増加し主運動部分の潤滑不良、
あるいは、低速域出力増大に各部の冷却不足が生じ、耐
久性、信頼性が低下するという問題がある。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に着目し、差
動駆動過給装置およびその制御方法に係わり、特に、建
設機械等の車両用エンジンで、加速性の良い、小型で高
出力、かつ、低速トルクが大きく、また、燃費が良く得
られるための車両用のエンジンの過給方法およびその装
置の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の発明では、差動駆動装置を介してエ
ンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動駆
動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャリ
アにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機
を、かつ、リングギャに回転負荷可変体を連結したこと
を特徴とする。

【００１１】第１の発明を主体とする第２の発明では、
回転負荷可変体は、固定型あるいは可変容量型ポンプ、
固定型あるいは可変容量型モータ、固定型あるいは可変
容量型のポンプとモータ兼用のポンプ・モータ、発電
機、電動モータ、発電機と電動モータ兼用の発電機・モ
ータ、または、空気圧縮機のいずれかである。

【００１２】第１の発明あるいは第２の発明を主体とす
る第３の発明では、リングギャに接続した回転負荷可変
体に回転を与えて機械式過給機を増減速し、あるいは／
および、リングギャに接続した回転負荷可変体を停止さ
せて機械式過給機を回転する。

【００１３】第１の発明あるいは第２の発明を主体とす
る第４の発明では、プラネタリキャリアからのエンジン
の回転速度の変化に合わせてリングギャに接続した回転
負荷可変体を増減速し、機械式過給機をほぼ一定の回転
速度にする。

【００１４】第１の発明あるいは第２の発明を主体とす
る第５の発明では、機械式過給機の回転速度を停止させ
たときに、回転負荷可変体のエネルギロスを低減するた
め回転負荷可変体への負荷を低減し回転負荷可変体を空
転するかあるいは回転負荷可変体のエネルギを蓄圧す
る。

【００１５】第１の発明、第２の発明あるいは第５の発
明を主体とする第６の発明では、回転負荷可変体のエネ
ルギロスを低減するため回転負荷可変体の容量を低減
し、あるいは、回転負荷可変体の生ずるエネルギを蓄圧
器に蓄える。

【００１６】第７の発明では、差動駆動装置を介してエ
ンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動駆
動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャリ
アにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機
を、リングギャに回転負荷可変体を、かつ、エンジン出
力軸に回転負荷可変体を駆動する動力源を連結したこと
を特徴とする。

【００１７】第７の発明を主体とする第８の発明では、
回転負荷可変体を駆動する動力源が固定型あるいは可変
容量型ポンプ、発電機、あるいは、空気圧縮機のいずれ
かであり、あるいは／および、回転負荷可変体と回転負
荷可変体を駆動する動力源との間に蓄圧器を設けてい
る。

【００１８】第９の発明では、差動駆動装置を介してエ
ンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動駆
動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャリ
アにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機
を、リングギャに回転負荷可変体を、かつ、回転負荷可
変体を駆動する動力源にアキュムレータあるいはバッテ
リ等の蓄圧器を連結したことを特徴とする。

【００１９】第１の発明乃至第９の発明のいずれかを主
体とする第１０の発明では、機械式過給機の回転速度を
停止させたときに、回転負荷可変体のエネルギロスを低
減するためリングギャと回転負荷可変体とをクラッチを
介して連結する。

【００２０】第１１の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャ
リアにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給
機を、リングギャに回転負荷可変体を、かつ、車両の駆
動力伝達系の出力軸に回転負荷可変体により生ずる動力
源を受ける駆動装置を連結したことを特徴とする。

【００２１】第１１の発明を主体とする第１２の発明で
は、回転負荷可変体が固定型あるいは可変容量型ポン
プ、発電機、あるいは、空気圧縮機のいずれかであり、
かつ、駆動装置が固定型あるいは可変容量型モータ、ま
たは、電動モータのいずれかである。

【００２２】第１の発明、第７の発明、第９の発明、あ
るいは第１１の発明を主体とする第１３の発明では、機
械式過給機とエンジンとの間、および、大気とエンジン
との間のそれぞれの吸気管にエンジンへの空気を断続す
る開閉弁と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回
転速度センサーと、エンジン回転速度センサーからの所
定の回転速度の信号を受けて開閉弁を開閉する信号を出
力する制御装置とからなる。

【００２３】第１３の発明を主体とする第１４の発明で
は、機械式過給機の回転速度を停止させたときに、機械
式過給機とエンジンとの間の開閉弁を閉じ、大気とエン
ジンとの間の開閉弁を開き、エンジンへの空気を自然吸
気とする信号を開閉弁に出力する制御装置とからなる。

【００２４】第１の発明、第７の発明、第９の発明、あ
るいは第１１の発明を主体とする第１５の発明では、エ
ンジンの回転速度を制御するアクセルと、アクセルの移
動量を検出するアクセル量検出センサーと、エンジンへ
の燃料の噴射量を制御する噴射ポンプのソレノイドと、
噴射ポンプの噴射量を検出するラック位置センサーと、
機械式過給機とエンジンとの間、および、大気とエンジ
ンとの間のそれぞれの吸気管にエンジンへの空気を断続
する開閉弁と、エンジンの回転速度を検出するエンジン
回転速度センサーと、回転負荷可変体の容量を増減する
サーボ体と、回転負荷可変体に動力を与える切換弁と、
アクセル量検出センサー、ラック位置センサーおよびエ
ンジン回転速度センサーからの所定の信号を受けて、噴
射ポンプのソレノイド、切換弁および回転負荷可変体の
サーボ体に信号を出力し、エンジンおよび機械式過給機
の回転速度を制御する制御装置とからなる。

【００２５】第１５の発明を主体とする第１６の発明で
は、機械式過給機を増減速するときに、機械式過給機と
エンジンとの間の開閉弁を開き、大気とエンジンとの間
の開閉弁を閉じ、エンジンへの空気を過給する信号を開
閉弁に出力し、かつ、切換弁に切り換わる信号と、回転
負荷可変体のサーボ体に容量を増加する信号を出力する
制御装置とからなる。

【００２６】第１６の発明を主体とする第１７の発明で
は、機械式過給機をほぼ一定の回転速度にするときに、
機械式過給機とエンジンとの間の開閉弁を開き、大気と
エンジンとの間の開閉弁を閉じ、エンジンへの空気を過
給する信号を開閉弁に信号を出力し、かつ、噴射ポンプ
のソレノイドにエンジンの回転速度の増減の信号と、切
換弁に切り換える信号と、および、回転負荷可変体のサ
ーボ体に回転速度の増減を与える信号を出力する制御装
置とからなる。

【００２７】第１８の発明では、エンジンの回転速度を
制御するアクセルと、アクセルの移動量を検出するアク
セル量検出センサーと、噴射ポンプの噴射量を検出する
ラック位置センサーと、エンジンの回転速度を検出する
エンジン回転速度センサーと、機械式過給機とエンジン
との間、および、大気とエンジンとの間のそれぞれの吸
気管にエンジンへの空気を断続する開閉弁と、リングギ
ャと回転負荷可変体あるいは回転負荷可変体を駆動する
動力源とを断続するクラッチと、からなり、アクセル量
検出センサー、ラック位置センサーおよびエンジン回転
速度センサーからの所定の信号を受けて、大気とエンジ
ンとの間の開閉弁に開きの信号と、クラッチに遮断する
信号を出力し、エンジンへの空気を自然吸気にし、か
つ、回転負荷可変体のエネルギロスを低減する信号を出
力する制御装置とからなることを特徴とする。

【００２８】第１９の発明では、エンジンの回転速度を
制御するアクセルと、アクセルの移動量を検出するアク
セル量検出センサーと、噴射ポンプの噴射量を検出する
ラック位置センサーと、エンジンの回転速度を検出する
エンジン回転速度センサーと、回転負荷可変体の容量を
増減するサーボ体と、車両の駆動力伝達系の出力軸に回
転負荷可変体により生ずる動力源を受ける駆動装置のサ
ーボ体と、回転負荷可変体と駆動装置とを断続する切換
弁と、エンジンの出力軸と動力伝達系の出力軸との間の
動力を断続するクラッチと、からなり、アクセル量検出
センサー、ラック位置センサーおよびエンジン回転速度
センサーからの所定の回転速度の信号を受けて、クラッ
チに遮断する信号と、切換弁に回転負荷可変体と駆動装
置とを接続する信号と、回転負荷可変体に容量を増減す
る信号と、駆動装置に容量を増減する信号とを出力し、
エンジンの出力を回転負荷可変体から駆動装置を経て車
両の駆動力伝達系の出力軸に出力する指令を出す制御装
置とからなることを特徴とする。

【００２９】第２０の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャ
リアにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給
機を、リングギャにブレーキおよびクラッチを介してフ
ライホイールを配設したことを特徴とする。

【００３０】第２０の発明を主体とする第２１の発明で
は、クラッチとフライホイールとの間に正転・逆転の切
換のリバースギャーを配設している。

【００３１】第２２の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャ
リアにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給
機を、リングギャに車両の駆動力伝達系の変速機、ある
いは、変速機の後方の出力軸からの駆動軸を連結したこ
とを特徴とする。

【００３２】第２２の発明を主体とする第２３の発明で
は、リングギャと、変速機あるいは変速機の後方の出力
軸と、の間に過給機用変速機を配設している。

【００３３】第２２の発明あるいは第２３の発明を主体
とする第２４の発明では、サンギャと機械式過給機との
間にワンウェイクラッチを配設している。

【００３４】第２３の発明を主体とする第２５の発明で
は、過給機用変速機が歯車列、プーリ列、ベルト式無段
変速機、トロイダル式無段変速機、油圧ポンプと油圧モ
ータ、油圧ポンプと油圧モータと切換バルブ、発電機と
電気モータ、および可変容量型流体継手のいずれかであ
る。

【００３５】第２２の発明、第２３の発明、第２４の発
明あるいは第２５の発明のいずれかの主体とする第２６
の発明では、差動駆動過給装置において、変速機あるい
は変速機の後方の出力軸と、機械式過給機との間にクラ
ッチを配設している。

【００３６】第２７の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャ
リアにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給
機を、エンジン出力の動力軸とリングギャとの間にリン
グギャー用無段変速機を配設したことを特徴とする。

【００３７】第２８の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、差動駆動装置のプラネタリキャ
リアにエンジン出力の動力軸を、サンギャに機械式過給
機を、リングギャにブレーキを配設するとともに、ブレ
ーキを遮断、高速に断続、あるいは、接続のいずれかを
行う高速電磁バルブを設けている。

【００３８】第２９の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、エンジンの排気回路中に付設さ
れたターボ過給機と、差動駆動装置によりほぼ等馬力を
出力し低速回転速度から高速回転速度までほぼ等しい排
気エネルギをターボ過給機に供給する機械式過給機と、
からなることを特徴とする。

【００３９】第３０の発明では、差動駆動装置を介して
エンジンの出力で駆動される機械式過給機を用いた差動
駆動過給装置において、エンジンの圧縮比が直接噴射式
で１０〜１５、あるいは、副室噴射式で１０〜２０、の
エンジンに付設され、エンジンの始動時に機械式過給機
の回転速度の増速し、機械式過給機により圧縮加熱され
た空気をエンジンに供給することを特徴とする。

【００４０】第３１の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、リングギャに外部より回転を与えて、サンギャに取
着した機械式過給機の回転速度の増減を制御し、あるい
は／および、リングギャを空転させて、サンギャに取着
した機械式過給機の回転速度の停止することを特徴とす
る。

【００４１】第３１の発明を主体とする第３２の発明で
は、機械式過給機の回転速度の増速時に蓄えられたエネ
ルギを用いる。

【００４２】第３１の発明を主体とする第３３の発明で
は、リングキャの空転時に、エンジンの動力を蓄える。

【００４３】第３４の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、エンジンの回転速度および負荷を検出し、所定の回
転速度および負荷のときにリングギャを空転させて、サ
ンギャに取着した機械式過給機の回転速度の停止し、あ
るいは／および、所定の回転速度および負荷のときに外
部の回転負荷可変体とリングギャとを遮断してリングギ
ャを空転させて、サンギャに取着した機械式過給機の回
転速度の停止することを特徴とする。

【００４４】第３５の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、プラネタリキャリアからのエンジンの回転速度の変
化に合わせてリングギャに外部より変化する回転を与え
て機械式過給機をほぼ一定の回転速度に制御することを
特徴とする。

【００４５】第３６の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、エンジンの動力より生じた動力源によりリングギャ
に外部より回転を与えて、サンギャに取着した機械式過
給機の回転速度の増減を制御することを特徴とする。

【００４６】第３７の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、エンジンの回転速度および噴射ポンプの噴射量を検
出し、回転速度および噴射ポンプの噴射量に応じて機械
式過給機とエンジンとの間、および、大気とエンジンと
の間のそれぞれの吸気管に設けた開閉弁を開閉し、エン
ジンへ供給する空気を自然吸気あるいは過給吸気に制御
することを特徴とする。

【００４７】第３８の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、エンジンの回転速度および噴射ポンプの噴射量を検
出し、回転速度および噴射ポンプが所定範囲内の値にあ
るときに、エンジンの出力軸と動力伝達系の出力軸との
間の動力を遮断し、エンジンの動力を差動駆動装置を経
て回転負荷可変体で圧力あるいは電力に変換し、駆動装
置で圧力あるいは電力より動力に戻して車両の駆動力伝
達系の出力軸に出力することを特徴とする。

【００４８】第３９の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、リングギャに外部より回転を与えて、サンギャに取
着した機械式過給機の回転速度の増減を制御するとき、
エンジンの回転速度およびアクセルペタルの踏み込み量
を検出し、エンジンの回転速度およびアクセルペタルの
踏み込み量に応じて、リングギャに付設した回転負荷可
変体に最大負荷を掛けるか、リングギャに付設したフラ
イホイールにブレーキを掛けるか、リングギャに接続し
たクラツチを接続するか、あるいは、リングギャに接続
した無段変速機の減速比を最大にするか、のいずれかを
行うことを特徴とする。

【００４９】第４０の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、エンジンの回転速度およびアクセルペタルの踏み込
み量を検出し、エンジンの回転速度およびアクセルペタ
ルの踏み込み量に応じて機械式過給機の増速比を変更
し、エンジンの出力を可変にすることを特徴とする。

【００５０】第４１の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、エンジン回転速度の低速から高速まで定格出力とほ
ぼ同じ出力を出すことにより、低速から高速までほぼ等
しい排気エネルギをターボ過給機に供給することを特徴
とする。

【００５１】第４２の発明では、エンジンの回転速度を
差動駆動装置により増速して過給機を駆動し、エンジン
への空気を過給する差動駆動過給装置の制御方法におい
て、機械式過給機の回転速度、あるいは／および仕事量
に応じて、エンジンにより駆動される噴射ポンプや、エ
ンジンの潤滑用、冷却用のポンプ等の補機の回転速度と
エンジンの回転速度との比を可変にすることを特徴とす
る。

【００５２】

【作用】上記構成によれば、機械式過給機を差動駆動方
式にて駆動し、プラネタリギヤーにエンジンの駆動力を
入力し、サンギャーに機械式過給機を、また、リングギ
ャーに回転負荷可変体、即ち、固定型あるいは可変容量
型ポンプ、固定型あるいは可変容量型モータ、固定型あ
るいは可変容量型のポンプとモータ兼用のポンプ・モー
タ、発電機、モータ、発電機とモータ兼用の発電機・モ
ータ、あるいは、空気圧縮機のいずれかを接続し、回転
負荷可変体を制御することにより機械式過給機の回転
力、回転速度を外部より制御する。これにより、（１）ポンプあるいはモータの吐出容積の可変容量化
（例えば、斜板の制御により吐出量の可変化）あるいは
ポンプ、モータの吐出圧力の可変化、もしくは、発電機
あるいは空気圧縮機の負荷を可変化することにより、機
械式過給機の回転力、回転速度を外部より制御してエン
ジンへの空気の供給量を制御する。これにより、ゼロ発
進からの加速も含めて応答性の良い車両運動性能が得ら
れる。（２）ポンプあるいはモータの吐出容積の可変容量化、
もしくは、油圧ポンプ、モータの吐出圧力の可変化、も
しくは、発電機の負荷の可変化により機械式過給機を外
部より制御するので、ひきずり抵抗がなく、エネルギー
ロスがほとんどない。さらに、エネルギーはアキュムレ
ータあるいはバッテリーに保存される。（３）車両の急発進時に、例えば、機械式過給機を急激
に加速させたいときにはアキュムレータあるいはバッテ
リーに蓄えられたエネルギーを放出して機械式過給機の
加速を援助でき、エネルギーを有効に活用できる。（４）所定の回転速度では、車両の駆動力に回転負荷可
変体を駆動源として用いることができるので、エネルギ
ーを有効に活用できる。（５）産業車両、建設機械等の作業用の油圧源を用いる
ことにより、構造が簡単で、安価で、高効率の機械式過
給機の差動駆動方式が得られる。

【００５３】（６）リングギャにブレーキおよびクラッ
チを介してフライホィール等の慣性体を付設することに
より、車両の低速時にフライホィール等の慣性体を用い
て機械式過給機を急激に加速することができ、低速時の
エンジンの出力を高くする。また、高速時には、クラッ
チを切断することに機械式過給機を停止することがで
き、高速時のエンジンの出力を低くして、燃費を向上す
る。また、車両の減速時にクラッチを接続して、フライ
ホィール等の慣性体にエネルギーを蓄え、再発進時にそ
のエネルギーを用いて機械式過給機をさらに急激に加速
することができ、低速時のエンジンの出力をさらに高く
する。また、長時間運転時、あるいは、登坂時にブレー
キを作動することにより、機械式過給機を回転すること
ができ、加速時のエンジンの出力を高くする。（７）リングギャの駆動に車両駆動系の変速機の後方の
出力軸から駆動力をうることにより、低速時には、機械
式過給機を急激に加速することができ、高速時には機械
式過給機の回転を一定に保つことができる。また、機械
過給機にワンウェイクラッチを付設することにより、段
階的な変速機の変速にもかかわらず機械過給機の回転を
滑らかに変速する。（８）リングギャの駆動に車両駆動系の変速機の後方の
出力軸から駆動力をうるとともに、過給機用変速機を介
して駆動することにより、作業等用途に応じて機械過給
機の回転を選択でき、最適の所要のエンジンの低速時の
出力が得られる。（９）エンジンの出力軸とリングギャの間にリングギャ
用無段変速機を挿入することにより、差動駆動装置の増
速比を可変にでき、加速初期には増速比を大きくして加
速力を増し、また、加速後期には増速比を小さくして機
械過給機をゆっくり回し、定常走行への移行をスムーズ
にする。上記のごとく、低速高トルク型で、燃料経済性
の高い、しかも、小型で安価な応答性のよいパワーライ
ンを得ることができる。

【００５４】（１０）リングギャにクラッチを装着し
て、このクラッチを高速電磁バルブによりクラッチを遮
断、高速に断続、あるいは、接続のいずれかを行ない低
速高トルクをうるため、小型で安価な応答性のよいパワ
ーラインを得られるとともに、ゼロ発進からの加速も含
めて応答性の良い車両運動性能が得られる。また、高速
に遮断、あるいは、接続をしているので従来のようにブ
レーキをひきずることなく耐久性、信頼性がある。（１１）機械過給機とターボ過給機とを組み合わせると
ともに、差動駆動装置により機械過給機を駆動して等出
力を出力している。（１２）機械過給機とターボ過給機とを組み合わせると
ともに、差動駆動装置により機械過給機を駆動して等出
力を出力し排気エネルギを一定にしている。この一定の
排気エネルギによりターボ過給機の回転速度を一定で回
転することができるため、ブロウレンジのマップのディ
フューザ付きのコンプレッサが使用できる。従って、コ
ンプレッサ効率を最高の効率範囲（Ｌａａ）で使える。（１３）低速時に、高速で機械過給機により過給して、
亜断熱圧縮により吸気温度を上昇させるため、圧縮比を
下げても低温始動性を確保できる。（１４）圧縮比が下げられるために正味平均有効圧力は
高く設定でき、低速時の高トルクを出力するエンジンが
得られる。（１５）差動駆動装置により機械過給機が駆動され、常
に等量の空気を過給してエンジンに送り込むことができ
るので、低速域では従来のターボチャージャ付きエンジ
ンでは問題となるターボラグ、すなわち、加速時の初期
に過給遅れからくる停滞感を解消できる。また、中高速
ではターボチャージャにかわって機械過給機による高出
力化を実現できる。（１６）機械過給機の回転速度がエンジン回転速度によ
らず差動駆動装置により任意に制御することが可能とな
り、また、必要に応じた機械過給機の増・減速を行なう
ことで必要時の高い過給圧の確保と、軽負荷時の駆動ロ
ス低減を両立できる。これにより、高出力、高トルク化
と総合燃料消費率の低減を同時に実現できる。（１７）エンジンの回転速度が低速時に補機類を高速で
回転させるため、潤滑、冷却、あるいは、燃料噴射が十
分に行える。

【００５５】

【実施例】以下に、本発明に係わる差動駆動過給装置お
よびその制御方法の実施例を図面を参照して詳細に説明
する。図１は、本発明に係る第１実施例を示す差動駆動
過給装置の概念図である。エンジン１の出力軸１Ａには
差動遊星歯車装置１０が付設され、差動遊星歯車装置１
０には機械式過給機２０と可変容量型油圧モータ３０
（以下、可変油圧モータ３０という。）とが付設されて
いる。また、エンジン１の出力軸１Ｂには車両の駆動力
伝達系４０が接続され、さらに、出力軸１Ｂからギャー
２、３を介して可変容量型油圧ポンプ５０（以下、可変
油圧ポンプ５０という。）が配設されている。可変油圧
ポンプ５０からの配管５１には可変油圧モータ３０への
圧油を給排する電磁切換弁５２が、また、配管５１から
分岐した配管５１ａには掘削、積み込み等の作業機のシ
リンダ５３への切換弁５４が接続されている。また、可
変油圧モータ３０と電磁切換弁５２の間は配管３３、３
５にて、シリンダ５３と切換弁５４の間は配管５５にて
接続されている。可変油圧ポンプ５０からの吸い込み配
管５６と可変油圧モータ３０からの戻り配管５７は電磁
切換弁５２を経て油圧タンク５８に接続されている。可
変油圧モータ３０と電磁切換弁５２の間は配管３３には
吸込弁３４が、配管３５には安全弁３６が配設されてい
る。可変油圧ポンプ５０と可変油圧モータ３０には、油
圧ポンプおよび油圧モータの吐出容積を変えるサーボ弁
５０ａ、３０ａがそれぞれに付設され、コントローラ等
の制御装置６０からの指令によりサーボ弁５０ａ、３０
ａが作動し吐出容積を変える。切換弁５４（クローズド
センタ・ロードセンシング弁）は操作レバー５９に接続
され、運転手の操作により切り替えられる。操作レバー
５９は油圧パイロット方式を示しているが、直引レバ
ー、電気レバー等を用いても良い。

【００５６】機械式過給機２０の吸入側は図示しないフ
イルターを経て大気Ｕに、また、機械式過給機２０と図
示しないフイルターの間の配管２１より分岐した配管２
１ａには開閉弁２２が配設され、配管２１ａはエンジン
１の吸気管２３に接続されている。機械式過給機２０の
吐出側の配管２４には開閉弁２５が配設され、配管２５
はエンジン１の吸気管２３に接続されている。開閉弁２
２、開閉弁２５は制御装置６０に接続され、制御装置６
０からの指令により開閉し、大気から図示しないフィル
ターを介して配管２１ａ、開閉弁２２、吸気管２３から
直ちに空気をエンジンに供給するか、あるいは、機械式
過給機２０を経て配管２４、開閉弁２５、吸気管２３か
ら空気をエンジン１に供給するの切り替えを行う。

【００５７】制御装置６０には、アクセル６１の踏み込
み量を検出するアクセル量検出センサー６２と、エンジ
ン１の回転数を検出するエンジン回転数センサー６３
と、車両の駆動力伝達系４０からタイヤの間の回転速度
を検出し車速を検出する車速検出センサー６４と、エン
ジンの燃料の噴射量を制御する噴射ポンプ６５のラック
位置を検出するラック位置センサー６６と、操作レバー
５９の位置を検出する操作レバー位置センサー６７と、
シフトレバー６８に付設してあるシフト位置センサー６
９とが入力信号として入る。また、制御装置６０には、
エンジン１の燃料の噴射量を制御する噴射ポンプ６５の
ソレノイド７０と、前記の可変油圧ポンプおよび可変油
圧モータのサーボ弁５０ａ、３０ａと、前記の機械式過
給機２０の開閉弁２２、開閉弁２５とが接続され、制御
装置６０からの指令によりそれぞれが作動する。

【００５８】差動遊星歯車装置１０は、サンギャー１１
と、プラネタリギャー１２と、プラネタリキャリア１３
と、リングギャー１４とからなり、差動遊星歯車装置１
０にはエンジン出力軸１Ａに固設されたギヤー６と、ギ
ヤー６に噛みあい、かつ、プラネタリキャリア１３に固
設されたギヤー７からエンジン１の動力が入力される。
プラネタリキャリア１３には通常３個のプラネタリギャ
ー１２が等間隔に回転自在に取着されている。３個のプ
ラネタリギャー１２の内方にはサンギャー１１が、ま
た、外方にはリングギャー１４が噛合している。サンギ
ャー１１には機械式過給機２０が配設されている。リン
グギャー１４の内方にはプラネタリキャリア１３の軸１
３ａが回転自在に配設されている。リングギャー１４の
外方のギャー１４ａにはギヤー８が噛み合い、このギヤ
ー８には可変油圧モータ３０が配設されている。

【００５９】駆動力伝達系４０は各種のミッション等が
あるが、遊星歯車装置と油圧クラッチ等のミッション、
あるいは、遊星歯車装置と電磁クラッチ等のミッション
でも良い。駆動力伝達系４０は最約的にはタイヤ４１に
伝達される。タイヤ部にはブレーキ４２が付設されてい
る。

【００６０】上記構成において、次に作動について説明
する。まず、図２および図３を用いて、エンジン１と、
差動遊星歯車装置１０と、機械式過給機２０と、可変油
圧モータ３０の回転速度の相互の関係を説明する。図２
は差動遊星歯車装置１０の噛み合いの側面図であり、真
ん中のサンギャー１１に機械式過給機２０が取着され、
その外側の３個のプラネタリギャー１２には、プラネタ
リキャリア１３を介して（図１では、さらにギャー６、
７を介している）エンジン１に連結され、外側のリング
ギャー１４に可変油圧モータ３０が取着されている（図
１では、ギャー１４ａ、ギヤー８を介して、ギヤー８に
取着されている）。図３は相互の回転速度関係を示す図
であり、横軸に可変油圧モータ３０の回転速度を、縦軸
に機械式過給機２０の回転速度を示し、さらに、エンジ
ン１の回転速度の一部を実線の斜線で示している。

【００６１】図３において、（１）の位置ではエンジン
１は回転速度７００ｒｐｍで回転していることを示し、
このとき機械式過給機２０の回転速度はゼロ（停止）で
あり、かつ、可変油圧モータ３０は可変油圧ポンプ５０
から電磁切換弁５２の中立位置（チ）を介して油を供給
されて、所定の回転速度で空転していることを示す。こ
のとき、可変油圧モータ３０は斜板を立てて押しのけ容
積（吐出容積）をゼロにしておくとエネルギーロスが低
減される。また、このとき、エンジン１への空気の供給
は開閉弁２２が開き自然吸気（過給されない状態）によ
り行われている。この状態は図２では、エンジン１の回
転速度７００ｒｐｍはプラネタリギャー１２の回転速度
となり、図示では（Ｅｅ）にて表している。可変油圧モ
ータ３０の回転速度はリングギャー１４の回転速度とな
り、図示では（ａ）の位置で表している。機械式過給機
２０の回転速度はサンギャー１１の回転速度となり、図
示では（１）の位置で表している。

【００６２】以下において、図３の位置の符号（１）、
（２）・・には、図２では機械式過給機２０の回転速度
は（１）、（２）・・で示し、また、図３の位置の符号
（１）、（２）・・・に対応して、可変油圧モータ３０
の回転速度は図２では符号（ａ）、（ｂ）・・・で示し
ている。次に、エンジン１の回転速度を上昇させるため
アクセルペタル１を操作すると、アクセル量検出センサ
ー６２の検出により制御装置６０は油圧モータのサーボ
弁３０ａに指令を送るとともに、電磁切換弁５２に指令
を出力する。サーボ弁３０ａは指令を受けて可変油圧モ
ータ３０に所定量の押しのけ容積を出すために斜板を傾
け、電磁切換弁５２は位置（リ）に切り換わる。これに
より、可変油圧モータ３０からの戻りの配管３５が電磁
切換弁５２により遮断されて可変油圧モータ３０に圧力
が掛かりモータの回転は停止する。モータの停止により
機械式過給機２０は所定の回転速度で回転を始める。こ
のとき、機械式過給機２０の吐出側の開閉弁２５は制御
装置６０からの指令により開く。この時の可変油圧モー
タ３０の回転速度は図２では（ｂ）の位置にあり、機械
式過給機２０の回転速度は図３および図２では（２）の
位置にある。

【００６３】機械式過給機２０が回転しエンジン１に空
気を供給すると、さらにエンジン１はアクセルペタル６
１の操作量に応じて急速に回転速度を増す。エンジンの
回転速度が所定速度に増したのをエンジン回転数センサ
ー６３で検出し、制御装置６０は油圧ポンプのサーボ弁
５０ａに指令を送り、可変容量型油圧ポンプ５０から圧
油を吐出させるとともに、サーボ弁３０ａは指令を受け
て可変油圧モータ３０に所定量の押しのけ容積を出すた
めに斜板を傾ける。またこのとき、制御装置６０は電磁
切換弁５２に指令を出力し、電磁切換弁５２は位置
（ヌ）に切り換える。可変容量型油圧ポンプ５０からの
圧油は電磁切換弁５２を介して可変油圧モータ３０に送
り、所定の回転速度でモータを回転させる。この時の可
変容量型油圧モータ３０の回転速度は図２では（ｃ）の
位置にあり、機械式過給機２０の回転速度は図３および
図２では（３）の位置にある。

【００６４】さらに、エンジン１の回転速度が増し、例
えば、１４００ｒｐｍに達すると、上記と同様に、エン
ジン回転数センサー６３で検出し、制御装置６０は油圧
ポンプのサーボ弁５０ａに指令を送り、可変油圧ポンプ
５０から圧油を増加させ、さらに高い所定の回転速度で
モータを回転させる。これにより、エンジン１の回転速
度の増加とともに、モータの駆動により機械式過給機２
０の回転速度は急速に増加する。この位置は図２では
（ｄ）の位置にあり、図３および図２では（４）の位置
にある。

【００６５】さらに、エンジン１の回転速度が、例えば
１４００ｒｐｍ以上になると、上記と同様に、エンジン
回転数センサー６３で検出し、制御装置６０は可変油圧
ポンプのサーボ弁５０ａに指令を送り、可変油圧ポンプ
５０からの圧油を減少させて、可変油圧モータの回転速
度を所定の回転速度に低下させる。これにより、可変油
圧モータの回転速度により駆動される機械式過給機２０
の回転速度は減少するが、一方エンジン１の回転速度の
増加により機械式過給機２０の回転速度は増加するた
め、機械式過給機２０の回転速度はほぼ一定の回転速度
で回転し、エンジン１への空気の供給量はほぼ一定とな
る。このため、過剰な空気の供給がなくなりエネルギロ
スを低減できる。この位置は図２では（ｅ）の位置にあ
り、図３および図２では（５）の位置にある。

【００６６】さらに、エンジン１の回転速度が、例えば
２１００ｒｐｍに達すると、上記と同様に、可変油圧ポ
ンプ５０から圧油をさらに減少させて、可変油圧モータ
の回転速度をさらに低い所定の回転速度に低下させる。
これにより、機械式過給機２０の回転速度も減少し、エ
ンジン１への空気の供給量はさらに少なくなる。この位
置は図２では（ｆ）の位置にあり、図３および図２では
（６）の位置にある。

【００６７】エンジン１の回転速度が、例えば２１００
ｒｐｍ以上で安定すると、過剰な空気の供給をなくすと
ともに、機械式過給機２０の機械エネルギーの損失を防
止するため、機械式過給機２０の回転速度はゼロ（停
止）にする。７００ｒｐｍのときと同様に、可変油圧モ
ータ３０は可変油圧ポンプ５０から電磁切換弁５２の中
立位置（チ）を介して油を供給されて、所定の回転速度
で空転していることを示す。このとき、可変油圧モータ
３０は前記と同様に斜板を立てて押しのけ容積をゼロに
しておくとエネルギーロスが低減される。またこのと
き、機械式過給機２０の吐出側の開閉弁２５は制御装置
６０からの指令により閉じるとともに、開閉弁２２を開
き自然吸気をさせる。これにより過剰な空気の供給がな
くなりエネルギロスを低減できる。この位置は図２では
（ｇ）の位置にあり、図３および図２では（７）の位置
にある。

【００６８】次に、車両、例えばホイールローダ等の建
設車両、に用いた場合について説明する。図４は、ホイ
ールローダの作業状態を示す図であり、停止状態から砂
山等に突っ込み、ローデイング作業を行い、後退後に停
止し（１）、その後に前進加速し〔（２）から（６）〕
ながらダンプ等に接近し停止して（７）排土する作業を
示している。図５はホイールローダの作業状態時のエン
ジンと空気供給の状態を示し、横軸にエンジン回転速度
を、縦軸にエンジンの１サイクルにおける正味平均有効
圧Ｐｍｅをとり、実線にて機械式過給機２０および自然
吸気による空気の供給量の区分を図示している。なお、
図２から図５に用いた記号のの位置（１）、（２）・・
は対応しているために、以下では、エンジンと過給機と
油圧モータの回転速度の相互の関係の説明は省略し、機
械式過給機の回転速度と正味平均有効圧Ｐｍｅについて
説明する。

【００６９】図４において、（１）の位置ではホイール
ローダは後退後に停止している状態であり、機械式過給
機２０の回転速度もゼロ（停止）になり、エンジン１は
自然吸気を行ない正味平均有効圧Ｐｍｅは線（イ）以下
である。次に、図４の（２）から（３）へ、エンジン１
の回転速度を上昇させるためアクセルペタル１を操作し
つつ、かつ、操作レバー５９を操作し、切換弁５４を作
動させてバケットを上昇して車両の加速を行うと、エン
ジン１には図５の自然吸気の領域の（１）の位置から二
点鎖線に沿って機械式過給機２０からの空気の供給が始
まり、正味平均有効圧Ｐｍｅは（２）の領域から（３）
領域へと増加して、エンジンの回転速度および出力は急
速に増加し、車両の速度を増していく。

【００７０】さらに、車両の速度を増し、一定の走行速
度になるまでは、機械式過給機２０からの空気の供給を
増加して、正味平均有効圧Ｐｍｅを高めて（４）の領域
にいき、エンジンの回転速度および出力を増加し、車両
の速度も増していく。車両の速度が増し、エンジン回転
速度も高速になるにしたがい過剰な空気の供給をさける
ために機械式過給機２０からの空気量をほぼ一定に保
つ。また、このときエンジンの回転速度と車両の速度と
の関係から制御装置６０は噴射ポンプ６５のソレノイド
７０に指令を送りエンジンの燃料の噴射量を制御し、正
味平均有効圧Ｐｍｅを下げて（５）の領域に移行してい
く。

【００７１】車両の速度を増し、一定の走行速度になる
と、エンジンの回転速度と車両の速度との関係から制御
装置６０は機械式過給機２０からの空気の供給を減少す
るために機械式過給機２０の回転速度を減少していき、
正味平均有効圧Ｐｍｅを（６）の領域に移行し、そこか
らさらにエンジン１の回転速度が所定の回転速度に達す
ると、機械式過給機２０を停止して自然吸気を行ない正
味平均有効圧Ｐｍｅは線（イ）以下のエンジン高速
（７）の領域に移行する。これにより、応答性、燃費の
良い車両が得られる。

【００７２】図６は、本発明に係る第２実施例を示す差
動駆動過給装置の概念図である。第２実施例は第１実施
例と差動遊星歯車装置７０の配置、および、機械式過給
機２０はギヤーを介して駆動されている点が異なる。以
下、第２実施例について説明するが、以下では同様に第
１実施例あるいは他の実施例と同一部品には同一符号を
付して説明は省略する。また、以下では、差動遊星歯車
装置７０の構成、可変油圧ポンプおよび可変油圧モータ
の配置のみを示し、他の構成部材は省略する。

【００７３】差動遊星歯車装置７０は車両の駆動力伝達
系４０を駆動するエンジン１の出力軸１Ｂに配設されて
いる。差動遊星歯車装置７０には、エンジン出力軸１Ｂ
に固設されたプラネタリキャリア７１からエンジン１の
動力が入力される。プラネタリキャリア７１には通常３
個のプラネタリギャー１２が等間隔に回転自在に取着さ
れ、３個のプラネタリギャー１２の内方にはサンギャー
７２が、また、外方にはリングギャー１４が噛合してい
る。サンギャー７２の分岐したギヤー７２ａにはギヤー
７３が噛み合い、ギヤー７３には機械式過給機２０が配
設されている。

【００７４】上記構成において、作動については第１実
施例と同一のため説明は省略する。

【００７５】図７は、本発明に係る第３実施例を示す差
動駆動過給装置の概念図である。第３実施例は第２実施
例に対してエンジン１の出力軸１Ｂで、かつ、差動遊星
歯車装置７０と駆動力伝達系４０の間にクラッチ８０を
配設し、さらに、可変油圧ポンプ５０を差動遊星歯車装
置７０に、また、可変油圧モータ３０をクラッチ８０後
の駆動力伝達系４０側のギヤー３に、互いに入れ換えて
配設している。クラッチ８０は制御装置６０からの指令
により電磁バルブ８１を介した油圧により断続を行う。
クラッチ８０に接続された出力軸１Ｃには車両の駆動力
伝達系４０が接続されている。

【００７６】上記構成において、次に作動について説明
する。まず、図８および図９を用いて、エンジン１と、
差動遊星歯車装置７０と、機械式過給機２０と、可変油
圧モータ３０の回転速度の相互の関係を説明する。図８
は差動遊星歯車装置７０の噛み合いの側面図であり、本
実施例はサンギャー７２の分岐したギヤー７２ａにギヤ
ー７３が噛み合い、ギヤー７３に機械式過給機２０が取
着されているが、図示では真ん中のサンギャーに機械式
過給機２０が取着されているように図示している。その
外側の３個のプラネタリギャー１２には、プラネタリキ
ャリア７１を介してエンジン１に連結され、外側のリン
グギャー１４に可変油圧ポンプ５０が取着（噛み合って
いる）されている。図９は相互の回転速度関係を示す図
であり、横軸に可変油圧ポンプ５０の回転速度を、縦軸
に機械式過給機２０の回転速度を示し、さらに、エンジ
ン１の回転速度の一部を実線の斜線で示している。

【００７７】図９において、（１ａ）の位置ではエンジ
ン１は回転速度７００ｒｐｍで回転していることを示
し、このとき機械式過給機２０の回転速度はゼロ（停
止）であり、かつ、可変油圧ポンプ５０は所定の回転速
度で空転していることを示す。このとき、可変油圧ポン
プ５０は斜板を立てて押しのけ容積をゼロにしておくと
エネルギーロスが低減される。また、クラッチ８０は制
御装置６０からの指令により電磁バルブ８１が中立位置
にあり、接続していない。また、このとき、エンジン１
への空気の供給は開閉弁２２が開き自然吸気により行わ
れている。この状態は図８では、可変容量型油圧ポンプ
５０の回転速度が（ｐ）の位置で示され、機械式過給機
２０の回転速度が（１ａ）の位置で示されている。

【００７８】以下において、図８では機械式過給機２０
の回転速度は（１ａ）、（２ａ）・・で示し、可変油圧
ポンプ５０の回転速度は図２では符号（ｐ）、（ｑ）・
・・で示している。次に、エンジン１の回転速度を上昇
させるためアクセルペタル６１を操作すると、アクセル
量検出センサー６２の検出により制御装置６０はサーボ
弁５０ａに指令を送る。サーボ弁５０ａは指令を受けて
可変油圧ポンプ５０に所定量の押しのけ容積を出すため
に斜板を傾ける。これにより、可変油圧ポンプ５０に圧
力が掛かりポンプの回転は停止する。可変油圧ポンプの
停止により機械式過給機２０は所定の回転速度で回転を
始める。このとき、機械式過給機２０の吐出側の開閉弁
２５は制御装置６０からの指令により開く。クラッチ８
０は制御装置６０からの指令により電磁バルブ８１は、
中立位置にあり、接続していない。エンジンの出力トル
クは駆動力伝達系４０に伝達されていない。この時の可
変油圧ポンプ５０の回転速度は図８では（ｑ）の位置に
あり、機械式過給機２０の回転速度は図９および図８で
は（２ａ）の位置にある。

【００７９】機械式過給機２０が回転しエンジン１に空
気を供給すると、さらにエンジン１はアクセルペタル６
１の操作量に応じて急速に回転速度を増す。エンジンの
回転速度が増加するのをエンジン回転数センサー６３で
検出しながら、制御装置６０はサーボ弁５０ａに指令を
送り、可変油圧ポンプ５０から圧油を吐出させてポンプ
に負荷を掛けて、ポンプの回転を依然として停止させ続
ける。このとき、機械式過給機２０の回転速度はエンジ
ン１の回転速度の増速に伴い増加する。これは、例え
ば、１４００ｒｐｍに達するまで続けられる。この時の
可変油圧ポンプ５０の回転速度は図８では（ｑ）の位置
にあり、機械式過給機２０の回転速度は図９および図８
では（３ａ）の位置にある。

【００８０】さらに、エンジン１の回転速度が増し、例
えば、１４００ｒｐｍ以上になると、上記と同様に、エ
ンジン回転数センサー６３で検出し、制御装置６０はサ
ーボ弁５０ａ、切換弁５３、および、可変油圧モータの
サーボ弁３０ａに指令を送る。これにより、切換弁５３
が作動して切り替わり、可変油圧ポンプ５０は回転を始
めて圧油を可変油圧モータ３０に送る。サーボ弁３０ａ
は指令を受けて可変油圧モータ３０の斜板を所定量の押
しのけ容積を出すために傾ける。これにより、可変油圧
モータ３０は回転を始めて出力トルクをギャー２、３を
介して出力軸１Ｃから車両の駆動力伝達系４０から出力
する。これにより車両へのトルク供給が急激に開始され
加速良く車両が発進する。また、このとき、エンジン１
の回転速度の増加と可変油圧ポンプ５０の回転開始に伴
い機械式過給機２０の回転速度はほぼ一定の回転速度に
なり、エンジン１への空気の供給量もほぼ一定になる。
このため、過剰な空気の供給がなくなりエネルギロスを
低減できる。この位置は図９および図８では（４ａ）の
位置にあり、図８では（ｒ）の位置にある。

【００８１】さらに、エンジン１の回転速度が、例えば
２１００ｒｐｍに達すると、上記と同様に、エンジン回
転数センサー６３で検出し、制御装置６０からの指令に
より電磁バルブ８１を操作位置に切り替え、クラッチ８
０を接続する。これにより、エンジン１の出力は、クラ
ッチ８０を介して車両の駆動力伝達系４０から出力する
直結駆動に切り替えられる。このため、油圧駆動よりも
効率がよくなる。また、このとき、車両駆動負荷が高い
うちは、機械式過給機２０の回転速度はそれにみあう高
速で安定し、エンジン１への空気の供給量を確保しつづ
ける。この位置は図９および図８では（５ａ）、（ｒ）
の位置にある。このとき可変油圧ポンプ５０は斜板を立
てて、押しのけ容積をゼロとし、空転状態としておくこ
とでエネルギロスをゼロとしておく。

【００８２】次に車両が一定走行となり、負荷の近い高
速運転、例えば２１００ｒｐｍ以上で安定すると、機械
式過給機２０の負荷抵抗が相対的に増加するので、機械
式過給機２０の回転速度はほぼゼロ（停止）となってバ
ランスする。またこのとき、機械式過給機２０の吐出側
の開閉弁２５は制御装置６０からの指令により閉じると
ともに、開閉弁２２を開き自然吸気をさせる。これによ
り過剰な空気の供給がなくなりエネルギロスを低減でき
る。この位置は図８、図９では（６ａ）、（Ｓ）の位置
にある。

【００８３】次に、前記と同様に図４に示す車両に用い
た場合について説明する。図１０は図５と同様に、横軸
にエンジン回転速度を、縦軸にエンジンの１サイクルに
おける正味平均有効圧Ｐｍｅをとり、実線にて機械式過
給機２０および自然吸気による空気の供給量の区分を図
示しており、２点鎖線に沿ってエンジン１が上昇した場
合について説明する。なお、図９に用いた記号の位置
（１ａ）、（２ａ）・・と図１０の記号は対応している
ために、以下では、エンジンと過給機と油圧モータの回
転速度の相互の関係の説明は省略し、機械式過給機の回
転速度と正味平均有効圧Ｐｍｅについて説明する。

【００８４】（い）のエンジン１の回転速度が低い領域
では、ホイールローダは停止している状態であり、機械
式過給機２０の回転速度もゼロ（停止）になり、エンジ
ン１は自然吸気を行ない正味平均有効圧Ｐｍｅは線
（い）以下である。（ろ）領域では、機械式過給機２０からの空気の供給が
始まり、正味平均有効圧Ｐｍｅは増加して、エンジンの
回転速度および出力は急速に増加し、車両の速度を増し
ていく。（は）の領域では、車両の速度を増し、一定の走行速度
になるまでは、機械式過給機２０からの空気の供給を増
加して、エンジンの回転速度および出力を増加し、車両
の速度も増し、さらに、一定の走行速度になると、エン
ジンの回転速度と車両の速度との関係から制御装置６０
は機械式過給機２０からの空気の供給を減少するために
機械式過給機２０の回転速度を減少して行く。エンジ
ン１の回転速度が所定の回転速度に達すると、機械式過
給機２０を停止して自然吸気を行ない正味平均有効圧Ｐ
ｍｅは線（イ）以下のエンジン１の高速領域（い）に移
行する。

【００８５】図１１は、本発明に係る第４実施例を示す
差動駆動過給装置の概念図である。第３実施例は、リン
グギャー１４の外方のギャー１４ａにはギヤー８が噛み
合い、このギヤー８には可変油圧モータ３０が配設され
ているのに対して、第４実施例では可変油圧モータ３０
の代わりに可変容量型油圧ポンプ・モータ９０（以下、
油圧ポンプ・モータ９０という。）が配設され、さら
に、油圧ポンプ・モータ９０には電磁制御弁１００を介
してアキュムレータ１１０が接続されている。

【００８６】上記構成において、次に作動について説明
する。図１２はエンジン１と、差動遊星歯車装置７０
と、機械式過給機２０と、油圧ポンプ・モータ９０の回
転速度の相互の関係を示す。図１１は差動遊星歯車装置
７０の噛み合いの側面図である。図１３の（１ａ）の位
置ではエンジン１は回転速度７００ｒｐｍで回転してい
ることを示し、このとき機械式過給機２０の回転速度は
ゼロ（停止）であり、かつ、油圧ポンプ・モータ９０は
油圧ポンプとして所定の回転速度で回転し、アキュムレ
ータ１１０に蓄圧する。この状態は、油圧ポンプ・モー
タ９０の回転速度が（ｓ）の位置で示され、機械式過給
機２０の回転速度が（１ａ）の位置で示されている。

【００８７】次に、（２ａ）の位置では、エンジン１の
回転速度を上昇させるためアクセルペタル等を操作する
と、アクセル量検出センサー６２の検出により制御装置
６０は油圧ポンプ・モータ９０のサーボ弁９０ａに指令
を送る。サーボ弁９０ａは指令を受けて油圧ポンプ・モ
ータ９０に可変油圧ポンプとして所定量の押しのけ容積
を出すために斜板を傾ける。これにより、油圧ポンプ・
モータ９０に圧力が掛かり油圧ポンプ・モータ９０は油
圧ポンプとして作用しその回転は停止する。ポンプの停
止により機械式過給機２０は所定の回転速度で回転を始
める。このとき、機械式過給機２０の吐出側の開閉弁２
５は制御装置６０からの指令により開く。この状態は、
油圧ポンプ・モータ９０の回転速度が（ｔ）の位置で示
され、機械式過給機２０の回転速度が（２ａ）の位置で
示されている。

【００８８】機械式過給機２０が回転しエンジン１に空
気を供給すると、さらにエンジン１はアクセルペタル等
の操作量に応じて急速に回転速度を増す。エンジンの回
転速度が増加するのをエンジン回転数センサー６３で検
出しながら、制御装置６０は電磁制御弁１００に指令を
出力し、油圧ポンプ・モータ９０とアキュムレータ１１
０を接続する。それと同時に油圧ポンプ・モータ９０の
サーボ弁９０ａに指令を送り、サーボ弁９０ａは指令を
受けて油圧ポンプ・モータ９０に可変油圧モータとして
所定量の押しのけ容積を出すために斜板を傾ける。これ
により、油圧ポンプ・モータ９０はアキュムレータ１１
０からの圧油を受けて油圧モータとして回転を始め、機
械式過給機２０の回転速度を急加速で（２ａ）から（３
ａ）に増速する。この状態は、油圧ポンプ・モータ９０
の回転速度が（ｖ）の位置で示され、機械式過給機２０
の回転速度が（３ａ）の位置で示されている。

【００８９】さらに、エンジン１の回転速度が増し、例
えば２１００ｒｐｍ迄は、上記と同様に、エンジン回転
数センサー６３で検出し、制御装置６０は油圧ポンプ・
モータ９０のサーボ弁９０ａに指令を送り、サーボ弁９
０ａは斜板の傾きを大きくして押しのけ容積を多くし、
油圧ポンプ・モータ９０の油圧モータとしての回転速度
を減速し、エンジン１への空気量を調整する。この状態
は、油圧ポンプ・モータ９０の回転速度が（ｗ）の位置
で示され、機械式過給機２０の回転速度が（４ａ）の位
置で示されている。

【００９０】エンジン１の回転速度が、例えば２１００
ｒｐｍ以上で安定すると、油圧ポンプ・モータ９０は可
変油圧ポンプとして所定の回転速度で回転し、アキュム
レータに蓄圧する。アキュムレータの蓄圧が所定量に達
すると、油圧ポンプ・モータ９０は空転する。この状態
は、油圧ポンプ・モータ９０の回転速度が（ｙ）の位置
で示され、機械式過給機２０の回転速度が（５ａ）の位
置で示されている。このとき、機械式過給機２０の機械
エネルギーの損失を防止するため、機械式過給機２０の
回転速度はほぼゼロ（停止）にする。またこのとき、機
械式過給機２０の吐出側の開閉弁２４は制御装置６０か
らの指令により閉じるとともに、開閉弁２２を開き自然
吸気をさせる。これにより過剰な空気の供給がなくなり
エネルギロスを低減できる。または、機械式過給機２０
からの過給圧力を電磁リリーフ弁にて低圧し、アンロー
ドさせる。

【００９１】次に、図１４に機械式過給機の回転速度と
正味平均有効圧Ｐｍｅについて示すが、前記と同様に図
４に示す車両に用いた場合についての機械式過給機２０
および自然吸気による空気の供給量の区分は、第３実施
例に対して、区分を多くしたのみであるため説明は省略
する。

【００９２】図１５は、本発明に係る第５実施例を示す
差動駆動過給装置の概念図であり、第２実施例に第４実
施例で用いたアキュムレータを装着している。第５実施
例では、可変油圧ポンプ５０と切換弁５３との間にアキ
ュムレータ１１０が配設されている。機械式過給機２０
の回転速度を急加速で増速するときには、制御装置６０
は切換弁５３を作動する図示しない電磁比例弁に指令を
出力し、可変油圧ポンプ５０およびアキュムレータ１１
０と可変油圧モータ３０とを接続し、可変油圧ポンプ５
０からの圧油の供給とともに、アキュムレータ１１０か
らも圧油を供給して油圧モータを回転させ、リングギャ
ー１４を介して機械式過給機２０を回転させる。

【００９３】機械式過給機２０の回転速度がゼロのとき
は、可変油圧ポンプ５０からの圧油はアキュムレータ１
１０に蓄圧し、アキュムレータ１１０の蓄圧が所定量に
達すると、可変油圧ポンプ５０は空転する。その他の相
互の回転速度関係、あるいは、車両に用いた場合につい
ての説明は第４実施例とほぼ同一のため省略する。

【００９４】図１６は、本発明に係る第６実施例を示す
差動駆動過給装置の概念図であり、第４実施例の油圧ポ
ンプ・モータを第６実施例では発電機・電動モータ１２
０に、アキュムレータをバッテリ１３０に置き換えてい
る。発電機・電動モータ１２０の制御部１２１、およ
び、切換えスイッチ１２２は制御装置６０に接続されて
作動し、発電あるいは電動モータの切り換えが行われ
る。切り換えは第４実施例と同様に、機械式過給機２０
の回転速度を急加速で増速するときには、電動モータと
して作動する。機械式過給機２０の回転速度をゼロに
するときには、発電機として作動し作動装置に負荷を与
える。その他の相互の回転速度関係、あるいは、車両に
用いた場合についての説明は第４実施例とほぼ同一のた
め省略する。

【００９５】図１７は、本発明に係る第７実施例を示す
差動駆動過給装置の概念図である。例えば第１実施例で
はリングギャー１４の外方のギャー１４ａと噛み合うギ
ヤー８に可変容量型油圧モータ３０が配設されているの
に対して、第７実施例では、リングギャー１４とギャー
８との間にクラッチ１４０とクラッチ１４０に連結され
たギヤー１４１が配設され、クラッチ１４０が接続して
いるときには可変油圧モータ３０を回転する。また、ク
ラッチ１４０は制御装置６０からの指令により電磁バル
ブ１５０を介した油圧により断続を行う。さらに、油圧
ポンプは固定容量型油圧ポンプ１６０を用いている。

【００９６】クラッチ１４０の接続時は、可変油圧モー
タ３０としてリングギャー１４を介して回転を始め、機
械式過給機２０の回転速度を急加速で増速する場合であ
る。この場合の可変油圧モータ３０の回転速度の制御は
固定容量型油圧ポンプ１６０の一定の吐出量を受けて、
可変油圧モータ３０の３０ａにより行われる。クラッチ
１４０の断絶時は、前記では可変油圧モータ３０は所定
の回転速度で空転していたが、第７実施例ではクラッチ
１４０を切ることにより可変油圧モータ３０を回転させ
ずにエネルギーロスを低減する。この場合は、エンジン
１の回転速度が低速か、あるいは高速時であり、このと
き、エンジン１への空気の供給は開閉弁２２が開き自然
吸気（過給されない状態）により行われている。

【００９７】図１８は、本発明に係る第８実施例を示す
差動駆動過給装置の概念図である。例えば第７実施例で
は可変油圧モータ３０が配設されているのに対して、第
８実施例では、固定容量型油圧ポンプ１６０が配設さ
れ、クラッチ１４０が接続しているときには固定容量型
油圧ポンプ１６０を回転する。また、クラッチ１４０は
制御装置６０からの指令により電磁バルブ１５０を介し
た油圧により断続を行う。

【００９８】クラッチ１４０の接続時は、可変油圧ポン
プ５０に所定量の押しのけ容積を出し、可変油圧ポンプ
５０に圧力が掛かりポンプの回転は停止し、ポンプの停
止により機械式過給機２０は所定の回転速度で回転を始
める。また、油圧ポンプ・モータの場合には、可変油圧
ポンプを油圧モータとして回転させて機械式過給機２０
を急加速する。さらに、エンジン１の回転速度が低速
か、あるいは高速時では、アキュムレータ１１０に蓄圧
し、アキュムレータ１１０の蓄圧が所定量に達すると、
クラッチ１４０を断絶する。

【００９９】クラッチ１４０の断絶時は、前記では可変
油圧ポンプ５０は所定の回転速度で空転していたが、第
７実施例ではクラッチ１４０を切ることにより固定容量
型油圧ポンプ１６０を回転させずにエネルギーロスを低
減する。この場合も、エンジン１の回転速度が低速か、
あるいは高速時であり、このとき、エンジン１への空気
の供給は開閉弁２２が開き自然吸気（過給されない状
態）により行われている。

【０１００】なお、上記の第７実施例あるいは第８実施
例において、固定容量型油圧ポンプを用いた回転負荷可
変体の例を示したが、回転負荷可変体は、固定型あるい
は可変容量型ポンプ、固定型あるいは可変容量型モー
タ、固定型あるいは可変容量型のポンプとモータ兼用の
ポンプ・モータ、発電機、モータ、発電機とモータ兼用
の発電機・モータ、あるいは、空気圧縮機のいずれかを
用いても良い。また、可変容量型で説明したが、固定型
を用いてもよく、さらに、油圧で説明したが空圧でも良
いことは言うまでもない。上記実施例を互いに組み合わ
せても良い。上記実施例では、主として油圧を用いて説
明したが、発電機と電動モータを別々に用いて第１実施
例の可変油圧ポンプに発電機を、また、可変油圧モータ
に電動モータを置換して使用すれば同一の作動が得られ
る。上記実施例では、一段の差動遊星駆動方式を用いた
が、２段以上の差動遊星駆動方式を用いても良い。

【０１０１】図１９は、本発明に係る第９実施例を示す
差動駆動過給装置の概念図である。第１実施例では機械
式過給機２０と可変油圧モータ３０が付設されていたの
に対して、第９実施例は差動遊星歯車装置１０に機械式
過給機２０と、ブレーキ部１７２と、およびクラッチ部
１７０を介してフライホイール１７１が付設されてい
る。以下、第９実施例について説明するが、以下では同
様に第１実施例あるいは他の実施例と同一部品には同一
符号を付して説明は省略する。また、制御装置６０に付
設されたセンサー等の部品は簡略化のため図示するのは
省略する。また、以下では、差動遊星歯車装置７０の構
成、可変油圧ポンプおよび可変油圧モータの配置のみを
示し、他の構成部材は省略する。差動遊星歯車装置１０
のリングギャー１４の外方のギャー１４ａにはギヤー１
７５を介してギヤー８が噛み合い、このギヤー８の軸８
ａにはクラッチ部１７０が配設され、さらに、このクラ
ッチ部１７０を介してフライホイール１７１が配設され
ている。また、リングギャー１４の外方には、ブレーキ
部１７２のブレーキ板１７２ａがリングギャー１４に、
さらに、ブレーキ板１７２ａを挟んで固定側ブレーキ板
１７２ｂが固定ケース１７２ｃに、軸方向摺動自在に付
設されている。クラッチ１７０部は制御装置６０からの
指令により、クラッチ用電磁バルブ１７３を介した油圧
によりクラッチ１７０ａの断続を行ない、また、ブレー
キ部１７２はブレーキ用電磁バルブ１７４を介した油圧
により、ブレーキ板１７２ａと固定側ブレーキ板１７２
ｂとの断続を行なう。

【０１０２】上記構成において、次に作動について説明
する。まず、図２０および図２１を用いて説明する。図
２０はエンジン１と、差動遊星歯車装置１０と、機械式
過給機２０と、クラッチ部１７０と、フライホイール１
７１と、および、ブレーキ部１７２の回転速度の相互の
関係を説明する。図２１は相互の回転速度関係を示す図
であり、横軸に時間を、縦軸にエンジン１と、機械式過
給機２０と、および、フライホイール１７１との回転速
度を示している。

【０１０３】（Ａ−１）、車両停止の状態。図２１にお
いて、（１）の時間では車両停止でエンジン１は、例え
ば、ローアイドルの回転速度７００ｒｐｍで回転してい
ることを示し、このとき機械式過給機２０およびフライ
ホイール１７１の回転速度はゼロ（停止）である。この
とき、制御装置６０は、アクセル量検出センサー６２
と、車速検出センサー６４と、および、操作レバー位置
センサー６７からの信号により、クラッチ用電磁バルブ
１７３に指令を出力してクラッチ１７０ａを断絶して、
フライホイール１７１の回転はフリーにしている。ま
た、ブレーキ部１７２も同様に、ブレーキ用電磁バルブ
１７４に指令を出力してブレーキ部１７２を回転フリー
にしている。これにより、差動遊星歯車装置１０のプラ
ネタリギャー１２、プラネタリキャリア１３およびリン
グギャー１４はエンジン１の回転速度に応じるととも
に、ギヤー８とリングギャー１４との割合により変化し
て空回転している。

【０１０４】（Ｂ−１）、停止状態から車両を発進する
ときの状態。次に、停止状態から車両を発進するときの
説明をする。（１）の時間の停止状態から発進するとき
には、オペレータは、操作レバー５９を操作し、アクセ
ル６１の踏み込みを実施しようとしている。この時間で
は、制御装置６０は、アクセル量検出センサー６２と、
車速検出センサー６４と、および、操作レバー位置セン
サー６７からの信号により、クラッチ用電磁バルブ１７
３に指令を出力してクラッチ１７０ａのクラッチを接続
する。クラッチ１７０ａの接続により、フライホイール
１７１は回転を始めようとするが、慣性モーメントがあ
るので簡単には加速しないで回転はまだ位置１Ｆでは停
止している。これにより、エンジン１の回転速度７００
ｒｐｍの位置１Ｅは、プラネタリキャリア１３、プラネ
タリギャー１２、およびサンギャー１１を経て、機械式
過給機２０を図２０、図２１に示すように位置１Ｓで回
転させ始める

【０１０５】（Ｃ−１）、発進状態から車両を加速する
ときの状態。（２）の時間の状態では、オペレータは、
アクセル６１の踏み込みを増している。このときの
（２）の時間は、ローアイドルの回転速度７００ｒｐｍ
から加速しようとしている状態を示す。この時間では、
クラッチは接続されており、フライホイール１７１は回
転を始めようとしている。また、ブレーキ部１７２は、
前と同様に、ブレーキ用電磁バルブ１７４に指令を出力
してブレーキ部１７２を回転フリーにしている。クラッ
チ１７０ａの接続により、フライホイール１７１は回転
を始めようとするが、慣性モーメントがあるので簡単に
は加速しないで回転はまだ位置２Ｆでは停止している。
これにより、エンジン１の回転速度７００ｒｐｍの位置
２Ｅは、プラネタリキャリア１３、プラネタリギャー１
２、およびサンギャー１１を経て、機械式過給機２０を
図２０、図２１に示すように急速に位置２Ｓで回転させ
る。

【０１０６】（Ｄ−１）、アクセルを踏み込み車両をさ
らに加速するときの状態。さらに、アクセル６１を踏み
込み車両を加速すると、図２１の（３）の時間の状態と
なる。このときの（３）の時間では、エンジン１の回転
速度は位置３Ｅに上昇し、フライホイール１７１は位置
３Ｆで回転を始める。このとき、機械式過給機２０はエ
ンジン１の回転速度が位置３Ｅに上昇することにより、
さらに回転速度が位置でまで上昇し急速に回転してい
る。

【０１０７】（Ｅ−１）、アクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態。またさらに、アクセル
６１を踏み込み車両を加速すると、図２１の（４）の時
間の状態となる。この時間では、エンジン１の回転速度
は位置４Ｅに上昇し、フライホイール１７１は位置４Ｆ
で回転している。これにより、リングギャー１４は、
（３）の時間では位置３Ｆで回転していたのが、より増
速した図２０の位置４Ｆで回転しているため、機械式過
給機２０は図２１の（３）の位置３Ｓと同じ回転速度の
ほぼ同じ速度の位置４Ｓの状態で回転している。

【０１０８】（Ｆ−１）、エンジンの回転速度、あるい
は、車両の速度が所定のほぼ一定のときの状態。さらに
エンジン１の回転速度、あるいは、車両の速度が所定の
ほぼ一定の位置５Ｅまで上昇すると、制御装置６０は、
アクセル量検出センサー６２と、エンジン回転数センサ
ー６３と、および、車速検出センサー６４からの信号に
より、クラッチ用電磁バルブ１７３に指令を出力してク
ラッチ１７０ａのクラッチを断絶し、フライホイール１
７１への回転トルクの伝達を停止する。これにより、図
２１の（６）の時間では、フライホイール１７１は慣性
モーメントによる回転を始め暫時停止していく。リング
ギャー１４はフライホイール１７１を回転する駆動トル
クがなくなるためさらに増速され位置６Ｆで回転する。
このため、機械式過給機２０は図２０、図２１に示すよ
うに急速に減速し、ほぼゼロの位置６Ｓで回転する。上
記のように、リングギャー１４の回転速度をフライホイ
ール１７１により制御して差動遊星歯車装置１０の増速
比を可変にしている。これにより、停止から加速までの
エンジン１の低速トルクが必要な所では、機械式過給機
２０を急速に回転し、エンジン１のトルクがあまり必要
でない所では高速域では機械式過給機２０を停止してい
る。

【０１０９】（Ｇ−１）、定常走行に入った直後にさら
に車両を加速するとき、あるいは、長い登坂などのとき
の状態。次に、定常走行に入った直後にさらに車両を加
速するとき、あるいは、長い登坂など長時間、機械式過
給機２０を作動させたいときの説明をする。図２１の
（５）と（６）の間の時間の状態では、フライホイール
１７１は慣性モーメントにより回転（リングギャー１４
も回転している）しているため、機械式過給機２０を急
速に増速することはできない。このため、制御装置６０
は、アクセル量検出センサー６２からの信号と、エンジ
ン回転数センサー６３からの信号により、その随時の変
化率等により急加速の必要性を演算し、クラッチ用電磁
バルブ１７３に指令を出力してクラッチ１７０ａのクラ
ッチを断絶する。また、同時に、制御装置６０は、ブレ
ーキ用電磁バルブ１７４に指令を出力して、ブレーキ用
電磁バルブ１７４を介した油圧により、ブレーキ板１７
２ａと固定側ブレーキ板１７２ｂとの接続を行なう。こ
れにより、リングギャー１４の回転速度は停止し、エン
ジン１の回転速度は、プラネタリキャリア１３、プラネ
タリギャー１２、およびサンギャー１１を経て、機械式
過給機２０を急速に回転させるとともに、長時間回転さ
せることができる。上記によれば、ブレーキのみにた
よると、ブレーキの負荷、特に、過渡期に滑らせる状態
となり、摩擦熱の発生によるクリープ状態あるいは耐久
性の低下が発生する問題が、フライホィールの慣性力を
利用することでブレーキの負荷を軽減できる。また、車
両の加速時の機械式過給機２０を急速に回転させること
ができる。

【０１１０】図２２は、本発明に係る第１０実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。第９実施例では、
差動遊星歯車装置１０にブレーキ部１７２と、およびク
ラッチ部１７０を介してフライホイール１７１が付設さ
れているのに対して、第１０実施例ではクラッチ部１７
０とフライホイール１７１との間に、正転または逆転に
切り換えるリバースギャー１８０が配設されている。以
下では同様に第１実施例あるいは他の実施例と同一部品
には同一符号を付して説明は省略するが、特別記載しな
い限り以下も同様である。

【０１１１】上記構成において、次に作動について説明
するが、従来と同様に車両が長時間停止している状態か
ら発進、加速の状態のときの以下の各状態、すなわち、（Ａ−２）、車両停止の状態。（Ｂ−２）、停止状態から車両を発進するときの状態。（Ｃ−２）、発進状態から車両を加速するときの状態。（Ｄ−２）、アクセルを踏み込み車両を加速するときの
状態。（Ｅ−２）、アクセルをさらに踏み込み車両が加速終了
時点のときの状態。（Ｆ−２）、エンジンの回転速度、あるいは、車両の速
度が所定のほぼ一定のときの状態。は、第９実施例の次の各状態、（Ａ−１）、（Ｂ−
１）、（Ｃ−１）、（Ｄ−１）、（Ｅ−１）、（Ｆ−
１）、と同一のために説明は省略する。

【０１１２】（Ｈ−２）減速時から車両停止までの状
態。まず、図２３および図２４を用いて説明するが、図
２３は図２１と、また図２４は図２２と同じ図示のため
に図示の縦軸、横軸の意味の説明は省略する。また、特
別記載しない限り以下も同様である。なお、図２４にお
いて、フライホィール１７１の回転速度が横軸の下側に
あるのは、逆方向に回転していることを示す。

【０１１３】車両減速時が所定時間経過すると、制御装
置６０は、アクセル量検出センサー６２と、車速検出セ
ンサー６４と、および、ブレーキペタル７７の近傍に配
設されたブレーキ踏み込み量検出センサー７７ａからの
信号により、クラッチ用電磁バルブ１７３に指令を出力
してクラッチ１７０ａのクラッチを接続する。これによ
り、エンジン１の回転速度をまず正転でフライホィール
１７１に蓄える。次に、車両が減速し所定の停止前の速
度になったことを車速検出センサー６４により検出し
て、制御装置６０は、クラッチ用電磁バルブ１７３に指
令を出力してクラッチ１７０ａのクラッチを断絶し、フ
ライホィール１７１に慣性モーメントを蓄えたままとし
て停止する。この状態を（１）の時間、すなわち、車両
停止状態で示す。また、例えば、車両減速時が所定時間
経過しても、さらに、車速検出センサー６４からの信号
により減速が続行しないときには、制御装置６０は、ク
ラッチ用電磁バルブ１７３に指令を出力してクラッチ１
７０ａのクラッチを断絶する。

【０１１４】（Ｊ−２）減速時から車両を停止した後に
再発進する状態。次に、（１）の時間から再発進すると
きには、オペレータはアクセル６１の踏み込みを実施し
ている。制御装置６０はアクセル量検出センサー６２
と、および車速検出センサー６４と、フライホィール回
転センサー１７１ａからの信号により、リバースギャー
１８０を逆転に切り換える。これにより、フライホィー
ル１７１、すなわち、リングギャー１４を逆方向に回転
した状態にする。このときの状態を示す図２４の（１）
の時間は、例えば、ディーゼルエンジン１はローアイド
ルの回転速度７００ｒｐｍで回転し、フライホィール１
７１は減速時の所定の回転速度で逆方向に回転し、さら
に、機械式過給機２０はまだ停止している。

【０１１５】（Ｋ−２）、再発進状態から車両を加速す
るときの状態。（２）の時間の状態では、オペレータ
は、アクセル６１の踏み込みを増している。このときの
（２）の時間は、ローアイドルの回転速度７００ｒｐｍ
から加速しようとしている状態を示す。この時間では、
クラッチは接続されており、フライホイール１７１は逆
方向の回転を減速を始めようとしている。また、ブレー
キ部１７２は、前と同様に、ブレーキ用電磁バルブ１７
４に指令を出力してブレーキ部１７２を回転フリーにし
ている。機械式過給機２０はフライホイール１７１の逆
方向の回転により、第９実施例を示す図２１の回転上昇
よりも急勾配で、図２４に示すように位置２Ｓまで増速
する。

【０１１６】（Ｌ−２）、再発進のときで、アクセルを
踏み込み車両をさらに加速するときの状態。さらに、ア
クセル６１を踏み込み車両を加速すると、図２４の
（３）の時間の状態となる。このときの（３）の時間で
は、エンジン１の回転速度は位置３Ｅに上昇し、フライ
ホイール１７１は、（２）の時間からの減速により位置
３Ｆになり、ほぼ停止の状態となる。このとき、機械式
過給機２０はエンジン１の回転速度が位置３Ｅまで上昇
しても、フライホイール１７１の減速により、回転速度
は位置３Ｓまで低下して回転している。

【０１１７】（Ｍ−２）、再発進のときで、アクセルを
さらに踏み込み車両が加速終了時点のときの状態。また
さらに、アクセル６１を踏み込み車両を加速すると、図
２４の（４）の時間の状態となる。この時間では、エン
ジン１の回転速度は位置４Ｅに上昇し、フライホイール
１７１は正方向（同方向）に回転し、位置４Ｆで回転し
ている。これにより、リングギャー１４は、（３）の時
間の位置３Ｆのほぼゼロから増速した図２４の位置４Ｆ
で回転しているため、機械式過給機２０は図２４の
（３）の時間の位置３Ｓと同じ回転速度の位置４Ｓの状
態で回転している。

【０１１８】（Ｎ−２）の再発進のときで、エンジンの
回転速度、あるいは、車両の速度が所定のほぼ一定のと
きの状態、および（Ｇ−２）の再発進のときで、定常走
行に入った直後にさらに車両を加速するとき、あるい
は、長い登坂などのときの状態は、第９実施例の（Ｆ−
１）、（Ｇ−１）と同様なため説明は省略する。

【０１１９】次に、本発明に係る第１１実施例と第１２
実施例の差動駆動過給装置について説明する。第１１実
施例と第１２実施例は、エンジン１と駆動力伝達系４０
とタイヤ４１からなる駆動系において、機械式過給機２
０の駆動は第１実施例と同様に、エンジン１の出力軸１
Ａから差動遊星歯車装置１０を介して行い、また、差動
遊星歯車装置１０のリングギャー１４の回転は、駆動力
伝達系４０の変速機４０ａから、あるいは、変速機４０
ａとタイヤ４１の間から動力を得ている。なお、以下の
図示では、変速機４０ａとタイヤ４１の間から動力をえ
ている例を示している。本実施例は、本来車両が持って
いる変速機を利用して機械式過給機２０の増速比を可変
化しているため、構造が簡単になり、安価にできる。第
１１実施例は、駆動力伝達系４０は、トルクコンバータ
４０ｂとオートマチックトランスミッション４０ｃから
なっている。第１２実施例は、駆動力伝達系４０は、メ
インクラッチ４０ｄとマニュアルトランスミッション４
０ｅからなっている。

【０１２０】図２５は、本発明に係る第１１実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。駆動力伝達系４０
は、トルクコンバータ４０ｂとオートマチックトランス
ミッション４０ｃとタイヤ４１との出力軸１８１には、
ギャー１８２が配設されている。ギャー１８２には、ギ
ャー１８３が噛み合い、ギャー１８３は軸１８４を介し
てリングギャー１４を駆動するギャー１８５に結合して
いる。ギャー１８５は、差動遊星歯車装置１０のリング
ギャー１４の外方のギャー１４ａに噛み合っている。変
速時には、例えば、制御装置６０はオートマチックミッ
ション用電磁バルブ４０ｆに指令を出力して図示しない
各速度段のクラッチを接続する。またの例としては、シ
ンクロメッシュギャで接続しても良い。

【０１２１】上記構成において、次に作動について説明
する。まず、図２６および図２７を用いて説明する。図
２６はエンジン１と、差動遊星歯車装置１０と、機械式
過給機２０の回転速度の相互の関係を説明する。図２７
は相互の回転速度関係を示す図であり、横軸に時間を、
縦軸にエンジン１と、機械式過給機２０と、および、リ
ングギャー１４の回転速度を示している。

【０１２２】（Ａ−３）の車両停止の状態は、第９実施
例の（Ａ−１）車両停止の状態と同様にエンジン１は、
ローアイドルの回転速度で回転している。また、車両が
停止しているためにリングギャー１４も停止している。
これにより、機械式過給機２０も低速で回転している。
このため、発進時には、急速に機械式過給機２０が加速
回転され、車両も良い加速が得られる。

【０１２３】（Ｂ−３）、停止状態から車両を発進する
ときの状態。（１）の時間の停止状態から発進するとき
には、オペレータは、操作レバー５９（図１に示す。）
を操作し、アクセル６１の踏み込みを実施しようとして
いる。この位置では、制御装置６０は、アクセル量検出
センサー６２と、車速検出センサー６４と、および、操
作レバー位置センサー６７からの信号により、オートマ
チックトランスミッション４０ｃに指令を出力して図示
しないクラッチを１速に接続している。この１速の車速
の遅い位置では、トルクコンバータ４０ｂに、図示しな
いエンジン側のポンプ・インペラーと出力軸側のタービ
ン・ライナーとの間に滑りがあり、エンジン１は回転し
ているが、当初はオートマチックトランスミッション４
０ｃの出力軸１８１は回転していない。このため、リン
グギャー１４は回転せずに位置１Ｆで停止している。こ
れにより、例えばエンジン１の位置１Ｅの回転速度７０
０ｒｐｍは、プラネタリキャリア１３、プラネタリギャ
ー１２、およびサンギャー１１を経て、機械式過給機２
０を図２６、図２７に示すように位置１Ｓで上記（Ａ−
３）によりさらに急速に回転させ始める。

【０１２４】（Ｃ−３）、発進状態から車両を加速する
ときの状態は、第９実施例の（Ｃ−１）発進状態から車
両を加速するときの状態と同様なため説明は省略する。

【０１２５】（Ｄ−３）、アクセルを踏み込み車両をさ
らに加速するときの状態。さらに、アクセル６１を踏み
込み車両を加速すると、図２７の（３）の時間の状態と
なる。このときの（３）の時間では、エンジン１の回転
速度は位置３Ｅに上昇し、この位置３Ｅでは、制御装置
６０は、アクセル量検出センサー６２と、および、車速
検出センサー６４からの信号により、オートマチックミ
ッション用電磁バルブ４０ｆに指令を出力して図示しな
いクラッチを２速に接続している。この２速の車速の位
置では、トルクコンバータ４０ｂに、図示しないエンジ
ン側のポンプ・インペラーと出力軸側のタービン・ライ
ナーとの間に滑りがなくなり、オートマチックトランス
ミッション４０ｃの出力軸１８１は所定の回転速度で回
転している。このため、リングギャー１４は、出力軸１
８１、ギャー１８２、ギャー１８３、および、軸１８４
を介して位置３Ｆで回転を始めている。これにより、エ
ンジン１の回転速度の位置３Ｅは、プラネタリキャリア
１３、プラネタリギャー１２、およびサンギャー１１を
経て、機械式過給機２０を図２６、図２７に示すように
位置３Ｓで回転させるが、回転の増加は低減している。

【０１２６】（Ｅ−３）、アクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態、第９実施例の（Ｅ−
１）と同様なため詳細な説明は省略する。なお、この実
施例では、制御装置６０からの指令によりオートマチッ
クトランスミッション４０ｃの出力軸１８１は自動的に
変化しているため、リングギャー１４も自動的に変化し
ている。これにより、機械式過給機２０は図２６、図２
７に示すように位置３Ｓから速度が低減するとともに、
所定の所から一定の速度になる。

【０１２７】（Ｆ−３）、エンジンの回転速度、あるい
は、車両の速度が所定のほぼ一定のときの状態は、本実
施例では、機械式過給機２０は６の位置以降でも、所定
の回転速度で回転している。

【０１２８】（Ｇ−３）、定常走行に入った直後にさら
に車両を加速するとき、あるいは、長い登坂などのとき
の状態。定常走行より、さらにアクセル６１を踏み込み
車両を加速すると、オートマチックトランスミッション
４０ｃのシフトダウンにより車両を加速する。このと
き、車両の加速の遅れにより、リングギャー１４の回転
速度の加速がおくれる。このため、機械式過給機２０は
増速され、多量の空気をエンジン１に供給し、エンジン
１の出力は増加する。これにより、車両の加速が増加さ
れる。また、長い登坂時も同様にシフトダウンによりエ
ンジン１の出力が増加され、オートマチックトランスミ
ッション４０ｃのシフトダウンにより車両を加速する。

【０１２９】図２８は、本発明に係る第１２実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。駆動力伝達系４０
のマニュアルトランスミッション４０ｅとタイヤ４１と
の出力軸１８１ａには、第１１実施例と同様に、ギャー
１８２が配設されている。以下は、機械式過給機２０の
駆動は第１１実施例と同様なため説明は省略する。

【０１３０】上記構成において、次に作動について説明
する。まず、図２９および図３０を用いて説明する。図
２９はエンジン１と、差動遊星歯車装置１０と、機械式
過給機２０の回転速度の相互の関係を説明する。図３０
は相互の回転速度関係を示す図であり、横軸に時間を、
縦軸にエンジン１と、機械式過給機２０と、および、リ
ングギャー１４の回転速度を示している。

【０１３１】（Ａ−４）の車両停止の状態は、第１１実
施例（Ａ−３）車両停止の状態と同様なため説明は省略
する。

【０１３２】（Ｂ−４）、停止状態から車両を発進する
ときの状態。（１）の時間の停止状態から発進するとき
には、オペレータは、操作レバー５９を操作し、アクセ
ル６１の踏み込みを実施しようとしている。また、オペ
レータは、図示しないメインクラッチペタルから足を離
してメインクラッチを接続する。車両停止からの発進に
おいて、クラッチの繋ぎ始めでは、メインクラッチ４０
ｄに滑りがあり、エンジン１は回転しているが、当初は
マニュアルトランスミッション４０ｅの出力軸１８１ａ
は回転していない。このため、リングギャー１４は回転
せずに位置１Ｆで停止している。これにより、エンジン
１の回転速度７００ｒｐｍの位置１Ｅは、プラネタリキ
ャリア１３、プラネタリギャー１２、およびサンギャー
１１を経て、機械式過給機２０を図２９、図３０に示す
ように位置１Ｓで急速に回転させ始める。

【０１３３】（Ｃ−４）、発進状態から車両を加速する
ときの状態は、第１１実施例の（Ｃ−３）発進状態から
車両を加速するときと同様なため説明は省略する。

【０１３４】（Ｄ−４）、アクセルを踏み込み車両をさ
らに加速するときの状態。さらに、アクセル６１を踏み
込み車両を加速すると、図３０の（３）の時間の状態と
なる。このときの（３）の時間では、エンジン１の回転
速度は位置３Ｅに上昇し、すでにメインクラッチ４０ｃ
に滑りがなくなり、マニュアルトランスミッション４０
ｅの出力軸１８１ａは所定の回転速度で回転している。
このため、リングギャー１４は、出力軸１８１ａ、ギャ
ー１８２、ギャー１８３、および、軸１８４を介して位
置３Ｆで回転を始めている。これにより、エンジン１の
回転速度の位置３Ｅは、プラネタリキャリア１３、プラ
ネタリギャー１２、およびサンギャー１１を経て、機械
式過給機２０を図２９、図３０に示すように位置３Ｓで
回転をさせている。このとき、エンジン１の回転速度の
位置３Ｅへ急上昇しているため、機械式過給機２０は位
置１Ｓから位置２Ｓまでの上昇よりは勾配が低下してい
るが、さらに回転を増して位置３Ｅまで上昇している。
また、この時間（３）では、オペレータは車速に合わせ
て操作レバーを１速から２速への切換操作を行う。この
２速への操作により、マニュアルトランスミッション４
０ｅは２速ギャーの噛み合わせが行なわれ、回転を接続
している。この２速のマニュアルトランスミッション４
０ｅへの切り換え過程において、ニュートラル状態が存
在し、この瞬間オペレータはアクセルペタル６１の踏み
込みを解除するので、時間（３−ａ）までの瞬間におい
て、エンジン１は回転速度の位置３Ｅから減速し、回転
速度の位置３Ｅａまで低下する。上記のエンジン１の
回転速度の瞬間の低下により、機械式過給機２０は図３
０に示すように位置３Ｓで回転していたのが、位置３Ｓ
ａの位置まで瞬間に低下して回転する。

【０１３５】（Ｅ−４）、アクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態。またさらに、アクセル６１を踏み込み車両を加速する
と、図３０の（４）の時間の状態となる。この位置で
は、エンジン１の回転速度は、回転速度の位置３Ｅａか
ら位置４Ｅまで上昇して回転しているが、ほぼ、１速時
の回転速度３Ｅの位置と同じ位置まで上昇している。ま
た、マニュアルトランスミッション４０ｅの出力軸１８
１ａはエンジン１の回転速度の増加に合わせて変化して
いるため、リングギャー１４もこれに合わせて変化して
いる。これにより、リングギャー１４は、（３）の時間
の位置３Ｆより増速した図３０の位置４Ｆで回転してい
るため、機械式過給機２０は図３０の（３）の時間の位
置３Ｓよりも低い回転速度の位置４Ｓの状態で回転して
いる。また、この時間（４）では、オペレータは車速に
合わせて操作レバーを２速から３速への切換操作を行
う。これにより、エンジン１、マニュアルトランスミッ
ション４０ｅ、および、機械式過給機２０は（Ｄ−４）
のアクセルを踏み込み車両をさらに加速するときの状態
と同様に変化するため説明は省略する。

【０１３６】（Ｆ−４）、エンジンの回転速度、あるい
は、車両の速度が所定のほぼ一定のときの状態は、第１
１実施例と同様なため、説明は省略する。

【０１３７】（Ｇ−４）、定常走行に入った直後にさら
に車両を加速するとき、あるいは、長い登坂などのとき
の状態、第１１実施例では、オートマチックトランスミ
ッション４０ｃの変速により車両を増速したが、第１２
実施例では、マニュアルトランスミッション４０ｅの変
速により車両を増速する。第１２実施例では、オペレー
タの操作により、シフトアップ、シフトダウンの変速が
行われて増減速を行ない、それに合わせて機械式過給機
２０も対応し、エンジン１の出力を増減速を行う。

【０１３８】図３１は、本発明に係る第１３実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。本発明は、第１２
実施例の差動駆動過給装置に対して、差動遊星歯車装置
１０と機械式過給機２０との間にワンウェイクラッチ１
８６を挿入している所が異なる。これにより、第１２実
施例では、マニュアルトランスミッション４０ｅを変速
すると機械式過給機２０は一時的に回転が低下するが、
第１３実施例では、ワンウェイクラッチ１８６により機
械式過給機２０は一時的な回転の低下を回避している。

【０１３９】上記構成において、次に作動について説明
する。エンジン１と、差動遊星歯車装置１０と、機械式
過給機２０の回転速度の相互の関係は第１２実施例の図
２９と同じため図示しない。図３２は相互の回転速度関
係を示す図であり、横軸に時間を、縦軸にエンジン１
と、機械式過給機２０と、および、リングギャー１４の
回転速度を示している。

【０１４０】（Ａ−５）の車両停止の状態は、第１２実
施例の（Ａ−４）車両停止の状態と同様なため説明は省
略する。

【０１４１】（Ｂ−５）、停止状態から車両を発進する
ときの状態は、第１２実施例の（Ｂ−４）の停止状態か
ら車両を発進するときの状態と同様なため説明は省略す
る。

【０１４２】（Ｃ−５）、発進状態から車両を加速する
ときの状態は、第１２実施例の（Ｃ−４）車両停止の状
態と同様なため説明は省略する。

【０１４３】（Ｄ−５）、アクセルを踏み込み車両をさ
らに加速するときの状態。アクセル６１を踏み込み車両
の加速により、図３２の（３）の時間の状態まで第１２
実施例と同様に、エンジン１、機械式過給機２０、およ
びリングギャー１４の回転速度は変化する。この時間
（３）でオペレータは車速に合わせて１速から２速への
切換操作を行なうとエンジン１、およびリングギャー１
４は第１２実施例と同様に、エンジン１、およびリング
ギャー１４の回転速度は瞬間に低下する。このとき、第
１２実施例では機械式過給機２０は位置３Ｓａまで瞬間
に低下していた。しかし、第１３実施例では差動遊星歯
車装置１０の回転速度は低下するが、ワンウェイクラッ
チ１８６により機械式過給機２０は差動遊星歯車装置１
０から分離されるとともに、差動遊星歯車装置１０によ
る駆動が無くなる。このとき、機械式過給機２０は慣性
モーメントにより回転を維持し回転速度はほとんど低下
しない。次に、２速時のエンジン１およびリングギャー
１４の回転速度が増加することにより差動遊星歯車装置
１０の回転速度が増す。この差動遊星歯車装置１０の回
転速度が機械式過給機２０の回転速度より早くなると、
再び、ワンウェイクラッチ１８６により機械式過給機２
０は差動遊星歯車装置１０に接続するとともに、差動遊
星歯車装置１０により駆動される。このため、機械式過
給機２０は第１２実施例のように瞬間的に変化すること
がなくなり、スムーズな回転が維持されるとともに、加
速時間の短縮、エネルギーの節約が図れる。

【０１４４】（Ｅ−５）のアクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態、（Ｆ−５）のエンジン
の回転速度、あるいは、車両の速度が所定のほぼ一定の
ときの状態、および、（Ｇ−４）の定常走行に入った直
後にさらに車両を加速するとき、あるいは、長い登坂な
どのときの状態は、機械式過給機２０の回転速度の瞬間
的の低下が無くなることを除き、第１１実施例と同様な
ため説明は省略する。

【０１４５】図３３は、本発明に係る第１４実施例、第
１５実施例を示す差動駆動過給装置の概念図である。第
１１実施例と第１２実施例の差動駆動過給装置が駆動力
伝達系４０の変速機４０ａから、あるいは、変速機４０
ａとタイヤ４１の間から動力をえて、ギャー、軸、およ
びギャーを介して差動遊星歯車装置１０のリングギャー
１４を回転していた。これに対して、本発明は、ギャ
ー、過給機用変速機１９０、および、ギャーを介して差
動遊星歯車装置１０のリングギャー１４を可変に回転す
る。制御装置６０は、過給機用変速機１９０の過給機用
変速機用電磁バルブ１９１に指令を出力して図示しない
変速用の各クラッチを接続する。制御装置６０は走行速
度あるいは作業負荷に合わせて制御信号を出力し、過給
機用変速機１９０に減速比の選択の指令を出力する。ま
た他の例として、オペレータが過給機用変速機１９０の
回転速度を過給機選択用スイッチ１９２により、高速時
に用いるか、あるいは、用いないかを選択する。このよ
うに、過給機用変速機１９０を使い分けることにより、
高速道路等の高速走行の機械式過給機２０の必要でない
所では変速比を大きくし、あるいは、市街地等のような
低速走行の機械式過給機２０の必要な所では変速比を小
さくする等の使いわけができる。また、建設機械等で
も、発進、停止、あるいは低速・中速での作業の多い作
業現場では機械式過給機２０を使用し、自走時のように
高速で走行する必要でない所では使用しない等の使い分
けができる。これにより、作業効率が向上するととも
に、燃費が向上する。

【０１４６】図３４は第１４実施例であり、駆動力伝達
系４０が、第１１実施例と同様に、トルクコンバータ４
０ｂとオートマチックトランスミッション４０ｃを用い
た場合のエンジン１と、機械式過給機２０と、および、
リングギャー１４の相互の回転速度関係を示す図であ
る。

【０１４７】図３５は第１５実施例であり、駆動力伝達
系４０が、第１２実施例と同様に、メインクラッチ４０
ｄとマニュアルトランスミッション４０ｅを用いた場合
の相互の回転速度関係を示す図である。また、この実施
例では、第１３実施例と同様に、差動遊星歯車装置１０
と機械式過給機２０との間にワンウェイクラッチ１８６
を挿入している。図３４、図３５では、横軸に時間を、
縦軸にエンジン１と、機械式過給機２０と、および、リ
ングギャー１４の回転速度を示している。

【０１４８】上記構成において、次にオートマチックト
ランスミッション４０ｃを用いた場合の第１４実施例の
作動について図３４を用いて説明する。（Ａ−６）の車
両停止の状態は、第１１実施例の（Ａ−３）車両停止の
状態と、また、（Ｂ−６）の停止状態から車両を発進す
るときの状態は、第１１実施例の（Ｂ−３）の停止状態
から車両を発進するときの状態と、同様なため説明は省
略する。

【０１４９】（Ｃ−６）、発進状態から車両を加速する
ときの状態。（２）の時間の状態では、オペレータは、
アクセル６１の踏み込みを増している。このときの
（２）の時間は、ローアイドルの回転速度７００ｒｐｍ
から加速しようとしている状態を示す。この（２）の時
間では、制御装置６０は走行速度あるいは作業負荷に合
わせて制御信号を出力し、過給機用変速機１９０に減速
比の選択の指令を出力する。この減速比に応じて、過給
機用変速機１９０は、オートマチックトランスミッショ
ン４０ｃで変速された出力軸１８１からの回転速度をさ
らに変速し、軸１８４を介してリングギャー１４を回転
させる。このときの（２）の時間では、図３４に示すよ
うに、機械式過給機２０の回転速度は線ＳＣ−１が、ま
た、リングギャー１４の回転速度は、線ＳＦ−１にい
く。上記の図３４では、過給機用変速機１９０の回転速
度の線ＳＣ−１はリングギャー１４の回転速度の線３Ｆ
−１に、回転速度の線ＳＣ−２はリングギャー１４の回
転速度の線３Ｆ−２に、および、回転速度の線ＳＣ−３
はリングギャー１４の回転速度の線３Ｆ−３に、対応し
ている。

【０１５０】（Ｄ−６）、アクセルを踏み込み車両をさ
らに加速するときの状態。さらに、アクセル６１を踏み
込み車両を加速すると、図３４の（３）の時間の状態と
なる。このときの（３）の時間では、エンジン１の回転
速度は位置３Ｅに上昇し、また、リングギャー１４も過
給機用変速機１９０の減速比に合わせた回転速度３Ｆ−
３で回転している。これにより、エンジン１の回転速度
の位置３Ｅは、プラネタリキャリア１３、プラネタリギ
ャー１２、およびサンギャー１１を経て、機械式過給機
２０を図３４に示すように、高速の回転速度の線ＳＣ−
３で回転する。

【０１５１】（Ｅ−６）、アクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態。制御装置６０からの指
令によりオートマチックトランスミッション４０ｃの出
力軸１８１は自動的に変化し、かつ、過給機用変速機１
９０も車両の速度に合わせて減速比を変化させるため
に、リングギャー１４も自動的に変化している。これに
より、機械式過給機２０は図３４に示すように、それぞ
れ、走行速度あるいは作業負荷等に合わせて選択された
制御装置６０の指令により、リングギャー１４は低速の
回転速度の線ＳＦ−３（点５Ｆ）から、中速の回転速度
の線ＳＦ−２（点５Ｆａ）に切り換わる。また、これに
より、機械式過給機２０は高速の回転速度の線ＳＣ−３
（点５Ｓ）から、中速の回転速度の線ＳＣ−２（点５Ｓ
ａ）に切り換わる。

【０１５２】（Ｆ−６）、エンジンの回転速度、あるい
は、車両の速度が所定のほぼ一定のときの状態。本実施
例では、機械式過給機２０は（６）の時間以降では、
（Ｅ−６）と同様に、リングギャー１４は中速の回転速
度の線ＳＦ−２（点６Ｆａ）から、高速の回転速度の線
ＳＦ−１（点６Ｆｂ）に切り換わる。これにより、機械
式過給機２０は中速の回転速度の線ＳＣ−２（点６Ｓ
ａ）から、低速の回転速度の線ＳＣ−１（点６Ｓｂ）に
切り換わる。このため、車両の速度が所定のほぼ一定の
ときには、機械式過給機２０は余分な空気の供給を行わ
ず、エンジン１の出力は制限され、燃費が向上する。

【０１５３】（Ｇ−６）、定常走行に入った直後にさら
に車両を加速するとき、あるいは、長い登坂などのとき
の状態。第１１実施例の（Ｇ−３）、定常走行に入った
直後にさらに車両を加速するとき、あるいは、長い登坂
などのときの状態と同様なため説明は省略する。

【０１５４】なお、上記において、途中で車両の速度に
合わせて過給機用変速機１９０の減速比を変化させた
が、機械式過給機２０は、回転速度の線ＳＣ−１、線Ｓ
Ｃ−２、あるいは、線ＳＣ−３をそのまま継続しても良
い。このとき、（２）の時間で、制御装置６０はオペレ
ータの機械式過給機２０の速度を選択する過給機選択用
スイッチ１９２からの信号により、過給機用変速機１９
０に減速比の選択の指令を出力する。これにより、
（２）の時間で、例えば、線ＳＣ−１Ａ、線ＳＣ−２
Ａ、あるいは、線ＳＣ−３Ａのいずれかが選択される。
また、リングギャー１４の回転速度は、同様に例えば、
線ＳＦ−１Ａ、線ＳＦ−２Ａ、あるいは、線ＳＦ−３Ａ
のいずれかが選択される。

【０１５５】上記構成において、次にマニュアルトラン
スミッション４０ｅを用いた場合の第１５実施例の作動
について図３５を用いて説明する。（Ａ−７）の車両停
止の状態は、第１２実施例の（Ａ−４）車両停止の状態
と、また、（Ｂ−７）の停止状態から車両を発進すると
きの状態は、第１２実施例の（Ｂ−４）の停止状態から
車両を発進するときの状態と、同様なため説明は省略す
る。

【０１５６】（Ｃ−７）、発進状態から車両を加速する
ときの状態。（２）の時間の状態では、オペレータは、
アクセル６１の踏み込みを増している。このときの
（２）の時間は、ローアイドルの回転速度７００ｒｐｍ
から加速しようとしている状態を示す。オペレータは、
車速に合わせて操作レバー５９を操作し、アクセル６１
の踏み込みを実施している。この（２）の時間では、オ
ペレータの操作レバーの操作により、マニュアルトラン
スミッション４０ｅの１速ギャーの噛み合わせを継続し
て行い接続している。制御装置６０は、アクセル量検出
センサー６２と、車速検出センサー６４、および、操作
レバー位置センサー６７からの信号により、過給機用変
速機１９０に減速比の選択の指令を出力する。この減速
比に応じて、過給機用変速機１９０は、オートマチック
トランスミッション４０ｃで変速された出力軸１８１か
らの回転速度をさらに変速し、軸１８４を介してリング
ギャー１４を回転させる。このときの（２）の時間で
は、図３５に示すように、機械式過給機２０の回転速度
は線ＳＣ−１Ａが、また、リングギャー１４の回転速度
は、同様に例えば、線ＳＦ−１Ａに行く。上記におい
て、過給機用変速機１９０の回転速度の線ＳＣ−１Ａは
リングギャー１４の回転速度の線３Ｆ−１Ａに、回転速
度の線ＳＣ−２Ａはリングギャー１４の回転速度の線３
Ｆ−２Ａに、および、回転速度の線ＳＣ−３Ａはリング
ギャー１４の回転速度の線３Ｆ−３Ａに、対応してい
る。

【０１５７】（Ｄ−７）のアクセルを踏み込み車両をさ
らに加速するときの状態は、第１４実施例の（Ｄ−６）
のアクセルを踏み込み車両をさらに加速するときの状態
と、同様なため詳細な説明は省略する。この時間（３）
でオペレータは車速に合わせて１速から２速への切換操
作を行なうとエンジン１、およびリングギャー１４は第
１２実施例と同様に、エンジン１、リングギャー１４、
および、機械式過給機２０の回転速度は瞬間に低下す
る。これを図３５では、鋸歯の形状の点線（Ａａｐ）で
図示している。第１４実施例では、第１３実施例と同様
に、機械式過給機２０と差動遊星歯車装置１０の間にワ
ンウェイクラッチ１８６を挿入して、機械式過給機２０
の回転速度の瞬間の低下を防いでいる。これを図３５で
は、機械式過給機２０の回転速度は線ＳＣ−１Ａ、線Ｓ
Ｃ−２Ａ、あるいは、線ＳＣ−３Ａで図示している。

【０１５８】（Ｅ−７）、アクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態。オペレータの車速に合
わせた車速の切換操作により、マニュアルトランスミッ
ション４０ｅの出力軸１８１ａは変化し、かつ、制御装
置６０はアクセル量検出センサー６２と、車速検出セン
サー６４と、および、操作レバー位置センサー６７から
の信号により、過給機用変速機１９０に減速比の選択の
指令を出力する。この減速比に応じて、過給機用変速機
１９０は、マニュアルトランスミッション４０ｅで変速
された出力軸１８１ａからの回転速度をさらに変速し、
軸１８４を介してリングギャー１４を回転させる。これ
により、機械式過給機２０は図３５に示すように、それ
ぞれ、走行速度あるいは作業負荷等に合わせて選択され
た制御装置６０の指令により、リングギャー１４は低速
の回転速度の線ＳＦ−３Ａ（点５Ｆ）から、中速の回転
速度の線ＳＦ−２Ａ（点５Ｆａ）に切り換わる。また、
これにより、機械式過給機２０は高速の回転速度の線Ｓ
Ｃ−３Ａ（点５Ｓ）から、中速の回転速度の線ＳＣ−２
Ａ（点５Ｓａ）に切り換わる。

【０１５９】（Ｆ−７）、エンジンの回転速度、あるい
は、車両の速度が所定のほぼ一定のときの状態。本実施
例では、機械式過給機２０は（６）の時間以降では、
（Ｆ−６）と同様に、リングギャー１４は中速の回転速
度の線ＳＦ−２Ａ（点６Ｆａ）から、高速の回転速度の
線ＳＦ−１Ａ（点６Ｆｂ）に切り換わる。これにより、
機械式過給機２０は中速の回転速度の線ＳＣ−２Ａ（点
６Ｓａ）から、低速の回転速度の線ＳＣ−１Ａ（点６Ｓ
ｂ）に切り換わる。このため、車両の速度が所定のほぼ
一定のときには、機械式過給機２０は余分な空気の供給
を行わず、エンジン１の出力は制限され、燃費が向上す
る。

【０１６０】（Ｇ−７）、定常走行に入った直後にさら
に車両を加速するとき、あるいは、長い登坂などのとき
の状態。第１２実施例の（Ｇ−４）、定常走行に入った
直後にさらに車両を加速するとき、あるいは、長い登坂
などのときの状態と同様なため説明は省略する。なお、
上記において、過給機用変速機１９０の減速比の変化
は、第１２実施例と同様に、オペレータの選択する過給
機選択用スイッチ１９２によっても良い。

【０１６１】次に、第１４実施例、第１５実施例に示す
差動駆動過給装置の過給機用変速機１９０の具体例を概
念図で説明する。図３６は過給機用変速機１９０に歯車
列３０１、３０２、３０３の組合せを用いた例を示す。
減速比は制御装置６０からの指令によりシンクロメッシ
ュ等により歯車列３０１、３０２、および３０３のいず
れかの噛み合いを選択し行われる。図３７は過給機用変
速機１９０にプーリ列３０１ａ、３０２ａ、３０３ａの
組合せを用いた例を示す。減速比は制御装置６０からの
指令によりクラッチ等の接合によりプーリ列３０１ａ、
３０２ａ、３０３ａのいずれかの選択により行われる。
図３８は過給機用変速機１９０にベルト式無段変速機
（ＣＶＴ）３０４を用いた例を示す。減速比は制御装置
６０からの指令により、ベルト式無段変速機３０４のプ
ーリ径３０４ａ、３０４ｂの変化により行われる。図３
９は過給機用変速機１９０にトロイダル式無段変速機３
０５を用いた例を示す。減速比は制御装置６０からの指
令により、トロイダル式無段変速機３０５の接触子３０
５ａの変化により行われる。図４０は過給機用変速機１
９０に油圧式を用いた例であり、切換バルブ３０６、固
定型ポンプ３０７、および、固定型モータ３０８の組合
せにより行う。減速比は制御装置６０からの指令によ
り、切換バルブ３０６の切換、あるいは、流量制御を行
い、固定型モータ３０８の回転速度を変化させて行な
う。図４１は過給機用変速機１９０に油圧式を用いた例
であり、可変型ポンプ３０９、および、固定型モータ３
０８の組合せにより行う。減速比は制御装置６０からの
指令により、可変型ポンプ３０９の吐出容積の制御を行
い、固定型モータ３０８の回転速度を変化させて行な
う。図４２は過給機用変速機１９０に油圧式を用いた例
であり、可変型ポンプ３０９、および、可変型モータ３
１０の組合せにより行う。減速比は制御装置６０からの
指令により、可変型ポンプ３０９あるいは可変型モータ
３１０の吐出容積の制御を行い、可変型モータ３１０の
回転速度を変化させて行なう。図４３は過給機用変速機
１９０に可変容量型流体継手３１１を用いた例である。
減速比は制御装置６０からの指令により、流体継手への
作動油量の制御を行い、可変容量型流体継手３１１の回
転速度を変化させて行なう。図４４は過給機用変速機１
９０に電気式を用いた例であり、発電機３１２、およ
び、電気モータ３１３の組合せにより行う。減速比は制
御装置６０からの指令により、発電機３１２、あるい
は、電気モータ３１３の電流あるいは電圧の制御を行
い、電気モータ３１３の回転速度を変化させて行なう。

【０１６２】次に、本発明に係る第１６実施例と第１７
実施例の差動駆動過給装置について説明する。第１１実
施例と第１２実施例において、差動遊星歯車装置１０の
リングギャー１４の回転には、駆動力伝達系４０の変速
機４０ａから、あるいは、変速機４０ａとタイヤ４１の
間から動力をえている例を説明している。また、第１３
実施例と第１４実施例では、第１１実施例と第１２実施
例に過給機用変速機１９０を挿入した例を説明してい
る。本発明の第１６実施例と第１７実施例においては、
上記実施例にさらに差動遊星歯車装置１０のリングギャ
ー１４の回転の接続・切断を制御する過給機用クラッチ
３１５を挿入している。以下の図示では、変速機４０ａ
とタイヤ４１の間から動力をえている例を示している。
本実施例は、定常走行時の車両負荷は低く、機械式過給
機２０によるエンジンの出力トルクのアップは不要であ
ることに着目し、定常走行時に過給機用クラッチ３１５
を切断する。これにより、リングギャー１４の負荷が軽
くなり、リングギャー１４が空転し、機械式過給機２０
の回転は停止し、駆動力の損失がなくなる。

【０１６３】図４５は、本発明に係る第１６実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。駆動力伝達系４０
は、変速機４０ａとタイヤ４１との出力軸１８１には、
ギャー１８２が配設されている。ギャー１８２には、ギ
ャー１８３が噛み合い、ギャー１８３は軸１８４、過給
機用クラッチ３１５を介してリングギャー１４を駆動す
るギャー１８５に結合している。ギャー１８５は、差動
遊星歯車装置１０のリングギャー１４の外方のギャー１
４ａに噛み合っている。

【０１６４】上記構成において、次に図２７を参照して
作動について説明する。（Ａ−８）の車両停止の状態、
（Ｂ−８）の停止状態から車両を発進するときの状態、
（Ｃ−８）の発進状態から車両を加速するときの状態、
および、（Ｄ−８）のアクセルを踏み込み車両をさらに
加速するときの状態では、制御装置６０はアクセル量検
出センサー６２と、車速検出センサー６４と、あるいは
／および、操作レバー位置センサー６７からの信号によ
り過給機用クラッチ３１５を接続する。これにより、低
速・中速時に機械式過給機２０は回転し、エンジンの出
力トルクのアップが図られる。

【０１６５】（Ｅ−８）のアクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態、あるいは、（Ｆ−８）
のエンジンの回転速度、あるいは、車両の速度が所定の
ほぼ一定のときの状態では、制御装置６０はアクセル量
検出センサー６２と、車速検出センサー６４と、あるい
は／および、操作レバー位置センサー６７からの信号に
より過給機用クラッチ３１５を切断する。これにより、
リングギャー１４の駆動力はなくなり、リングギャー１
４が空転し、機械式過給機２０の回転は停止し、機械式
過給機２０の駆動力の損失がなくなり、燃費の向上が図
れる。

【０１６６】図４６は、本発明に係る第１７実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。駆動力伝達系４０
は、変速機４０ａとタイヤ４１との出力軸１８１には、
ギャー１８２が配設されている。ギャー１８２には、ギ
ャー１８３が噛み合い、ギャー１８３は軸１８４、過給
機用変速機１９０、および、過給機用クラッチ３１５を
介してリングギャー１４を駆動するギャー１８５に結合
している。ギャー１８５は、差動遊星歯車装置１０のリ
ングギャー１４の外方のギャー１４ａに噛み合ってい
る。

【０１６７】上記構成において、次に図３４を参照して
作動について説明する。（Ａ−９）の車両停止の状態、
（Ｂ−９）の停止状態から車両を発進するときの状態、
（Ｃ−９）の発進状態から車両を加速するときの状態、
および、（Ｄ−９）のアクセルを踏み込み車両をさらに
加速するときの状態では、制御装置６０はアクセル量検
出センサー６２と、車速検出センサー６４と、操作レバ
ー位置センサー６７と、あるいは／および、過給機選択
用スイッチ１９２からの信号により、過給機用変速機１
９０の減速比を選択するとともに、過給機用変速機１９
０および過給機用クラッチ３１５を接続する。これによ
り、低速・中速時に機械式過給機２０は回転し、エンジ
ンの出力トルクのアップが図られる。

【０１６８】（Ｅ−９）のアクセルをさらに踏み込み車
両が加速終了時点のときの状態、あるいは、（Ｆ−９）
のエンジンの回転速度、あるいは、車両の速度が所定の
ほぼ一定のときの状態では、制御装置６０はアクセル量
検出センサー６２と、車速検出センサー６４と、操作レ
バー位置センサー６７と、あるいは／および、過給機選
択用スイッチ１９２からの信号により過給機用クラッチ
３１５を切断する。これにより、リングギャー１４の駆
動力はなくなり、リングギャー１４が空転し、機械式過
給機２０の回転は停止し、機械式過給機２０の駆動力の
損失がなくなり、燃費の向上が図れる。上記実施例で
は、変速機４０ａについては特定していないが、オート
マチックトランスミッション４０ｃおよびマニュアルト
ランスミッション４０ｅのいずれにも用いることができ
る。また、機械式過給機２０と差動遊星歯車装置１０の
間にワンウェイクラッチ１８６を挿入している例で図示
しているが、省略してもよい。

【０１６９】次に、本発明に係る第１８実施例の差動駆
動過給装置について、図４７を参照して説明する。第１
８実施例において、差動遊星歯車装置１０は、サンギャ
ー１１と、プラネタリギャー１２と、プラネタリキャリ
ア１３と、リングギャー１４とからなる。この差動遊星
歯車装置１０には、エンジン出力軸１Ａに固設されたギ
ヤー６と、ギヤー６に噛みあい、かつ、プラネタリキャ
リア１３に固設されたギヤー７からエンジン１の動力が
入力される。また、ギヤー７とリングギャー１４の間に
はリングギャー用無段変速機３２０が配設され、このリ
ングギャー用無段変速機３２０はギヤー７に固設されて
いる。リングギャー用無段変速機３２０は制御装置６０
からの指令により、リングギャー用電磁バルブ３２０ａ
を介した油圧により、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）の
プーリ、あるいは、トロイダル式無段変速機の接触子の
制御を行ないリングギャーの回転速度を可変にしてい
る。

【０１７０】また、プラネタリキャリア１３には通常３
個のプラネタリギャー１２が等間隔に回転自在に取着さ
れている。３個のプラネタリギャー１２の内方にはサン
ギャー１１が、また、外方にはリングギャー１４が噛合
している。サンギャー１１には機械式過給機２０が配設
されている。また、リングギャー１４の外方には、ブレ
ーキ部１７２のブレーキ板１７２ａがリングギャー１４
に、さらに、ブレーキ板１７２ａを挟んで固定側ブレー
キ板１７２ｂが固定ケース１７２ｃに、軸方向摺動自在
に付設されている。クラッチ１７０部は制御装置６０か
らの指令により、クラッチ用電磁バルブ１７３を介した
油圧によりクラッチ１７０ａの断続を行ない、また、ブ
レーキ部１７２はブレーキ用電磁バルブ１７４を介した
油圧により、ブレーキ板１７２ａと固定側ブレーキ板１
７２ｂとの断続を行なう。上記のように、エンジン１と
差動遊星歯車装置１０のリングギャー１４の間にリング
ギャー用無段変速機３２０を挿入することにより、差動
遊星歯車装置１０の減速比が利用でき、リングギャー用
無段変速機３２０を小容量で、小型で安価にできる。

【０１７１】上記構成において、次に図３４を参照して
作動について説明する。（Ａ−１０）の車両停止の状
態、（Ｂ−１０）の停止状態から車両を発進するときの
状態、（Ｃ−１０）の発進状態から車両を加速するとき
の状態、および、（Ｄ−１０）のアクセルを踏み込み車
両をさらに加速するときの状態では、制御装置６０はア
クセル量検出センサー６２と、車速検出センサー６４
と、操作レバー位置センサー６７と、あるいは／およ
び、過給機選択用スイッチ１９２からの信号により、リ
ングギャー用無段変速機３２０の減速比を選択し、機械
式過給機２０を高速で回転する。これにより、低速・中
速時には機械式過給機２０は高速回転し、エンジンの出
力トルクのアップが図られる。

【０１７２】（Ｅ−１０）のアクセルをさらに踏み込み
車両が加速終了時点のときの状態、あるいは、（Ｆ−１
０）のエンジンの回転速度、あるいは、車両の速度が所
定のほぼ一定のときの状態では、制御装置６０はアクセ
ル量検出センサー６２と、車速検出センサー６４と、操
作レバー位置センサー６７と、あるいは／および、過給
機選択用スイッチ１９２からの信号によりリングギャー
用無段変速機３２０を回転し、機械式過給機２０を低速
で回転する。上記において、加速初期には増速比を大き
くして機械式過給機２０を早く回して加速力をあげる。
また、加速後期には増速比を小さくして機械式過給機２
０をゆっくり回し定常走行へ移行するとともに、機械式
過給機２０の駆動力の損失がすくなくし、燃費の向上を
図る。

【０１７３】次に、第１８実施例に示す差動駆動過給装
置のリングギャー用無段変速機３２０の具体例を概念図
で説明する。図４８はリングギャー用無段変速機３２０
にトロイダル式無段変速機３２１を用いた例を示す。減
速比は制御装置６０からの指令により、トロイダル式無
段変速機３２１の接触子３２１ａの変化により行われ
る。図４９はリングギャー用無段変速機３２０にベルト
式無段変速機（ＣＶＴ）３２２を用いた例を示す。減速
比は制御装置６０からの指令により、ベルト式無段変速
機３２２のプーリ径３２２ａ、３２２ｂの変化により行
われる。

【０１７４】上記の差動駆動過給装置の作動を纏める
と、図５０に示すフローチャートが得られる。ステッ
プ１では、エンジン回転数センサー６３からの回転速度
の信号によりエンジン１の回転速度を検出する。ステッ
プ２では、オペレータからエンジン１への負荷指令を、
アクセルペタル６１の踏み込み量を検出するアクセル量
検出センサー６２からの信号、あるいは、噴射ポンプ６
５のラック位置センサー６６からの信号により検出す
る。ステップ３では、エンジン回転数センサー６３から
の回転速度の信号、および、アクセル量検出センサー６
２（あるいは、ラック位置センサー６６）からの信号に
より、制御装置６０は機械式過給機２０よりエンジン１
への過給空気量、すなわち、機械式過給機２０の回転速
度の目標値を図示しない記憶装置に記憶されているマッ
プより求める。ステップ４では、制御装置６０は、求め
た機械式過給機２０の回転速度に応じて、リングギャ１
４に付設した油圧モータ３０等の回転負荷可変体に最大
負荷を掛けるか、リングギャ１４に付設したフライホイ
ール１７１にブレーキを掛けるか、リングギャ１４に接
続したクラツチ１８６等を接続するか、あるいは、リン
グギャ１４に接続した無段変速機３２０の減速比を最大
にするか、のいずれかを行う指令を前記の回転負荷可変
体、フライホイール１７１、クラツチ１８６、あるい
は、無段変速機３２０に出力する。ステップ５では、制
御装置６０は、大気Ｕとエンジン１の吸気配管２３を接
続する開閉弁２２を閉じる指令と、機械式過給機２０と
エンジン１の吸気配管２３を接続する開閉弁２５を開く
指令とを、開閉弁２２、および開閉弁２５に出力する。

【０１７５】図５１は、本発明に係る第１９実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。第９実施例が差動
遊星歯車装置１０に機械式過給機２０と、リングギャー
１４に付設されたブレーキ部７２と、およびクラッチ部
１７０を介してフライホイール１７１が付設されている
のに対して、第１９実施例はリングギャー１４にクラッ
チ部３５５が付設されている。また、第９実施例がブレ
ーキ部７２をブレーキ用電磁バルブ１７４を介した油圧
により、ブレーキ板１７２ａと固定側ブレーキ板１７２
ｂとの断続を行っているのに対して、第１９実施例はク
ラッチ部３５５を高速電磁バルブ３５０を介した油圧に
より、リングギャー１４側に付設され可動するクラッチ
板３５６と、リングギャー１４の外方のケースに固定さ
れている固定側クラッチ板３５７との接続、高速での接
続および遮断の切り換え、あるいは、遮断を行ってい
る。高速電磁バルブ３５０は制御装置６０に接続され、
指令を受けて図示しないパイロットポンプからの油圧を
クラッチ部３５５に供給する。制御装置６０には、エン
ジン１に付設されているエンジン回転数センサー６３か
らの回転速度の信号、および、噴射ポンプ６５のラック
位置を検出するラック位置センサー６６からの信号が入
力されている。

【０１７６】上記構成において、次に作動について説明
する。図５２を用いて説明する。図５２は横軸にエンジ
ン１の回転速度を、縦軸にエンジン１の正味平均有効圧
力を示す。図５２において、エンジン回転数センサー６
３からの回転速度の信号により回転速度が定格負荷回転
速度位置（Ｎａ点）てあることを検出し、かつ、噴射ポ
ンプ６５のラック位置センサー６６からの信号により、
エンジン１への負荷指令が定格無過給最大出力点近傍
（Ｐｍａ点）であることを制御装置６０が判断すると、
制御装置６０は高速電磁バルブ３５０に指令を出力せず
に、ポート位置３５０ａに位置させて、パイロットポン
プ３５１からの油圧をクラッチ部３５５に供給しない。
このため、クラッチ板３５６と固定側クラッチ板３５７
との遮断を行っている。これにより、リングギャー１４
は自在に回転するため、差動遊星歯車装置１０の減速比
はゼロとなり機械式過給機２０は停止し、エンジン１へ
の空気の過給はおこなわれない。次に、エンジン１の回
転速度が中速回転速度位置近傍（Ｎｂ点）であり、か
つ、ラック位置センサー６６からの信号により、エンジ
ン１への負荷指令がさらに高い出力点近傍（Ｐｍｂ点）
であることを制御装置６０が判断すると、制御装置６０
は高速電磁バルブ３５０に、図５３の０Ｎ−ＯＦＦの高
速切換制御の指令を出力して、ポート位置３５０ａと３
５０ｂとを高速で切り換えて、パイロットポンプ３５１
からの油圧をクラッチ部３５５に高速に断続して供給す
る。このため、クラッチ板３５６と固定側クラッチ板３
５７とは高速で遮断と接続とを繰り返し、リングギヤー
１４を高速電磁バルブ３５０の切換の制御速度に応じて
減速して回転する。これにより、リングギャー１４の回
転は規制され、差動遊星歯車装置１０の減速比は中減速
となり機械式過給機２０は中速度で回転し、エンジン１
への空気の過給はおこなう。これにともない、エンジン
１の正味平均有効圧力は、定格無過給最大出力点近傍よ
り高い中速回転速度位置（Ｐｍｂ点）まで高まり、発生
トルクも上昇する。さらに、エンジン１の回転速度が低
速回転速度位置近傍（Ｎｃ点）であり、かつ、ラック位
置センサー６６からの信号により、エンジン１への負荷
指令がさらに高い出力点近傍（Ｐｍｃ点）であることを
制御装置６０が判断すると、制御装置６０は高速電磁バ
ルブ３５０に一定の指令を出力してポート位置３５０ｂ
に切り換え、パイロットポンプ３５１からの油圧をクラ
ッチ部３５５に連続して供給する。このため、クラッチ
板３５６と固定側クラッチ板３５７とは常に接続し、ク
ラッチ板３５６の回転は停止する。これにより、リング
ギャー１４の回転は停止し、差動遊星歯車装置１０の減
速比は最高減速となり機械式過給機２０はさらに回転を
増して高速回転し、エンジン１への空気の過給を増して
おこなう。これにともない、エンジン１の正味平均有効
圧力は、さらに、中速回転速度位置より低速回転速度位
置（Ｐｍｃ点）まで高まり、発生トルクもさらに上昇す
る。

【０１７７】上記の結果により、従来では、図５２の無
過給エンジンの出力トルクの上限カーブは点線Ｔｃａで
あったのが、本発明により、差動遊星歯車装置１０によ
り可変の回転速度で駆動される機械式過給機２０のた
め、正味平均有効圧力は図５２に示す斜線部範囲が拡大
する。図５２においては、機械式過給機２０の作動範囲
は、定格無過給最大出力点を通る出力一定カーブ（実線
Ｈａａ）を上限とし、下限は本来の無過給エンジンの出
力上限カーブ付近（点線Ｔｃａ）、もしくは、本来の無
過給エンジンのスモーク悪化手前（空気過剰率低下によ
るもの）の出力上限カーブ付近として、この二つの出力
カーブに挟まれる領域として差動遊星歯車装置１０によ
り制御される。上記において、定格無過給最大出力点近
傍（Ｐｍａ点）ではクラッチ部３５５を遮断し、低速回
転速度位置近傍（Ｎｃ点）ではクラッチ部３５５を接続
している。また、定格無過給最大出力点近傍（Ｐｍａ
点）と低速回転速度位置近傍（Ｎｃ点）との間の中速回
転速度位置（Ｐｍｂ点）では、例えば、高速電磁バルブ
３５０の遮断の時間を一定とし、接続している時間を可
変としてリングギャー１４に制動トルクを与え、リング
ギャー１４の回転速度を可変とする。これにより、定格
無過給最大出力点近傍（Ｐｍａ点）から低速回転速度位
置近傍（Ｎｃ点）までのリングギャー１４の回転速度を
一次曲線、あるいは、二次曲線により可変として変化さ
せる。このリングギャー１４の回転速度の変化により機
械式過給機２０の回転速度も変化させる。

【０１７８】上記の制御は纏めると、図５４に示すフロ
ーチャートとなる。ステップ１では、エンジン回転数セ
ンサー６３からの回転速度の信号によりエンジン１の回
転速度を検出する。ステップ２では、オペレータからエ
ンジン１への負荷指令を噴射ポンプ６５のラック位置セ
ンサー６６からの信号により検出する。ステップ３で
は、エンジン回転数センサー６３からの回転速度の信
号、および、ラック位置センサー６６からの信号によ
り、制御装置６０は機械式過給機２０よりエンジン１へ
の過給空気量、すなわち、機械式過給機２０の回転速度
の目標値を図示しない記憶装置に記憶されているマップ
より求める。ステップ４では、制御装置６０は機械式過
給機２０よりエンジン１への過給空気量をもとに、機械
式過給機２０の回転速度を可変とする差動遊星歯車装置
１０の減速比を図示しない記憶装置に記憶されているマ
ップより求める。ステップ５では、制御装置６０は求め
た差動遊星歯車装置１０の減速比から高速電磁バルブ３
５０に指令を出力し、ブレーキ板１７２ａと固定側ブレ
ーキ板１７２ｂとの接続、滑り、あるいは、断絶を行な
う。ステップ６では、機械式過給機回転数センサー３５
２からの回転速度の信号により機械式過給機２０の回転
速度を検出する。ステップ７では、ステップ３で求めた
機械式過給機２０の回転速度の目標値とステップ６で測
定した機械式過給機回転数センサー３５２からの回転速
度を照合する。ステップ７で一致している場合には、ス
テップ１に戻る。一致していない場合には、ステップ８
にいき補正値を求め、ステップ５に戻る。

【０１７９】図５５は、本発明に係る第２０実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。図５５において、
エンジン１には出力軸１Ａに接続された差動遊星歯車装
置１０が付設され、差動遊星歯車装置１０には機械式過
給機２０と、可変油圧モータ３０等の回転負荷可変体と
が付設されている。機械式過給機２０の吸入側の配管２
１にはターボ過給機４００を経て図示しないフイルター
を経て大気Ｕに、また、機械式過給機２０とターボ過給
機４００の間の配管２１より分岐した配管２１ａには開
閉弁２２が配設され、配管２１ａはエンジン１の吸気管
２３に接続されている。機械式過給機２０の吐出側の配
管２４には開閉弁２５が配設され、配管２５はエンジン
１の吸気管２３に接続されている。開閉弁２２、開閉弁
２５は制御装置６０に接続され、制御装置６０からの指
令により開閉し、大気から図示しないフィルターを介し
て配管２１ａ、開閉弁２２、吸気管２３から直ちに空気
をエンジンに供給するか、あるいは、機械式過給機２０
を経て配管２４、開閉弁２５、吸気管２３から空気をエ
ンジン１に供給するの切り替えを行う。エンジン１から
の排気ガス管４０１はターボ過給機４００に接続されて
いる。また、その他の構成部品、例えば、制御装置６
０、エンジン回転数センサー６３、車速検出センサー６
４、噴射ポンプ６５、ラック位置センサー６６、操作レ
バー位置センサー６７、あるいは、シフト位置センサー
６９等は図示していないが、図１と同様に構成されてい
る。

【０１８０】上記構成において、次に作動について説明
する。機械過給機２０は、前記第１０実施例と同様に、
エンジン１の回転速度の変化に対して差動駆動装置１０
により可変に駆動され、エンジン１の回転速度が低くな
るにしたがい、図５６に示すように、正味平均有効圧力
（Ｐｍｅ）を大きくしてエンジン１の出力を等出力（実
線Ｈａａ）にしている。図５７では、横軸にエンジン１
の回転速度を、縦軸にエンジン１への過給した空気量を
示す。図中の一点鎖線は機械式過給機２０からの過給し
た空気量を、二点鎖線はターボ過給機４００からの過給
した空気量を示す。図５７において、エンジン１の低速
回転領域（Ｎａ点近傍）では、差動駆動装置１０により
機械過給機２０が高速に増速されて図５７に示す等馬力
の空気量を過給している。このとき、ターボ過給機４０
０は排気ガスを受けて一定の回転速度で回転し、空気を
機械過給機２０に供給している。エンジン１の中速回転
領域（Ｎｂ点近傍）では、差動駆動装置１０により機械
過給機２０が中速に増速されて所定の空気量（Ａｍｃ）
を過給している。このとき、ターボ過給機４００は排気
ガスを受けて一定の回転速度で回転し、所定の空気量
（Ａｔｃ）を機械過給機２０に供給している。これによ
り、エンジン１は一定の空気量（実線Ａｃｃ）を得てい
る。エンジン１の高速回転領域（Ｎｃ点近傍）では、差
動駆動装置１０により機械過給機２０は停止している。
このとき、ターボ過給機４００は排気ガスを受けて一定
の回転速度で回転し、ターボ過給機４００からの空気は
配管２１ａ、開閉弁２２、吸気管２３から直ちにエンジ
ンに供給されている。これにより、エンジン１は一定の
空気量Ａｃｃを得ている。このように、図５７に示す本
発明の機械式過給機２０とターボ過給機４００により過
給するハイブリッド過給は空気量Ａｃｃが一定となる。
このハイブリッド過給で、エンジン１の必要空気量およ
び供給する燃料流量を一定にすることにより、排気ガス
エネルギを一定にする。ターボ過給機４００の回転速度
を一定にする。この一定の排気エネルギによりターボ過
給機４００の回転速度を一定で回転することができるた
め、図５８に示すように、ナロウレンジのマップのディ
フューザ付きのコンプレッサが使用できる。従って、コ
ンプレッサ効率を最高の効率範囲（Ｌａａ）で使え、ワ
イドレンジのターボに比べるとターボ効率を約５％アッ
プすることができる。また、定格点と最大トルクとの効
率の差まで考慮すると、従来に比してターボ効率を約１
０％アップすることができる。

【０１８１】上記の制御は纏めると、図５９に示すフロ
ーチャートとなる。ステップ１では、エンジン回転数セ
ンサー６３からの回転速度の信号によりエンジン１の回
転速度を検出する。ステップ２では、オペレータからエ
ンジン１への負荷指令を噴射ポンプ６５のラック位置セ
ンサー６６からの信号により検出する。ステップ３で
は、エンジン回転数センサー６３からの回転速度の信
号、および、ラック位置センサー６６からの信号によ
り、制御装置６０は機械式過給機２０よりエンジン１へ
の過給空気量、すなわち、機械式過給機２０の回転速度
の目標値を図示しない記憶装置に記憶されているマップ
より求める。ステップ４では、制御装置６０は機械式過
給機２０よりエンジン１への過給空気量をもとに、機械
式過給機２０の回転速度を可変とする差動遊星歯車装置
１０の減速比を図示しない記憶装置に記憶されているマ
ップより求める。ステップ５では、制御装置６０は求め
た差動遊星歯車装置１０の減速比から回転負荷可変体に
指令を出力し、機械式過給機２０を所定の回転速度で回
転させる。ステップ６では、制御装置６０はステップ３
で求めた空気量に応じて、開閉弁２２に所定の開度量を
開く指令を出力する。ステップ７では、機械式過給機回
転数センサー３５２からの回転速度の信号により機械式
過給機２０の回転速度を検出する。ステップ８では、ス
テップ３で求めた機械式過給機２０の回転速度の目標値
とステップ７で測定した機械式過給機回転数センサー３
５２からの回転速度を照合する。ステップ８で一致して
いる場合には、ステップ１に戻る。一致していない場合
には、ステップ９にいき補正値を求め、ステップ５に戻
る。上記発明において、ハイブリッド過給で、エンジン
１の必要空気量および供給する燃料流量を一定にするこ
とにより、図５６に示すように、ターボ過給機４００に
よりさらに正味平均有効圧力は機械式過給機２０のみの
正味平均有効圧力（Ｈａａ）からターボ過給機４００も
加えた高い正味平均有効圧力（Ｈｂｂ）に増すことがで
きる。

【０１８２】次に、本発明では、差動遊星歯車装置１０
により可変の回転速度で駆動される機械式過給機２０
で、低速時にも所定の過給空気をエンジン１に供給する
ことにより、吸入空気の限界がなくなるとともに、圧縮
比εを低くとれるので図６０に示すように軸平均有効圧
力を高くとれるという効果が得られる。図６０では、横
軸に軸平均有効圧力Ｐｍｅを、縦軸に気筒内の最大燃焼
圧力Ｐｍａｘを示している。また、実線はエンジン１の
圧縮比εを示している。図中の圧縮比ε＝１０以下、で
はガソリンエンジンと同一であり、ディーゼルエンジン
としての熱効率の良さを発揮できない領域である。ま
た、ディーゼルエンジンでは、最大燃焼圧力Ｐｍａｘ
は、約１５０Ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、それ以上では、
クランクシャフト、コンロッド等の軸受が大きくなり、
設計バランスが崩れ効率的な構成が形成できない領域で
ある。また、従来では、低温始動性を確保する目的から
設計上の圧縮比εは直接噴射式で１５〜１９、あるい
は、副室噴射式で１９〜２４である。

【０１８３】これに対して、本発明では、低速時にも機
械式過給機２０で所定の過給空気をエンジン１に供給す
ることにより、低温時でもし過給空気として温度が上昇
することがテスト結果より本出願人により確認された。
例えば、エンジン１の回転速度が８０ｒｐｍ程度の始動
時のエンジンクランキング速度であっても、機械過給機
２０が増速比６程度（機械過給機２０の回転速度は４８
０ｒｐｍ程度）あれば、機械式過給機２０の前に対して
後では、亜断熱圧縮により約４５℃の給気温度の上昇が
確認された。これにより、機械式過給機２０で過給する
ことにより、気温マイナス２０℃の低温吸気であって
も、機械式過給機２０の後では、プラス２５℃まで上昇
する。これにより、設計上の圧縮比εは低くても、従来
機のエンジン１と同程度の始動性が得られる。

【０１８４】図６１は横軸に圧縮比εを、縦軸に吸入温
度を示し、実線では無過給時のエンジン１の始動性を示
す。例えば、圧縮比ε＝１７では、気温マイナス２０℃
でエンジン１が始動可能限界に達する（図中のＡ点で示
す）。しかし、吸入空気を機械式過給機２０により圧縮
して吸気することにより、圧縮比εが１０程度と低くて
も従来機のエンジン１と同程度の始動可能限界能力が得
られる（図中Ｂ点で示す）。このため、本発明によれ
ば、圧縮比εは、直接噴射式で１０〜１５、あるいは、
副室噴射式で１０〜２０、あれば良い。これは、下限の
圧縮比ε＝１０は、ガソリンエンジンと同一でありディ
ーゼルエンジンとしての熱効率の良さを発揮できない領
域である。上限の圧縮比εは、直接噴射式で圧縮比ε＝
１５、および、副室噴射式で圧縮比ε＝２０、は従来機
と、同一となることより規制される領域である。

【０１８５】次に、本発明の車載したときの実施例を示
す。図６２は本発明に係る第２１実施例を示す差動駆動
過給装置の概念図である。図５５とほぼ同じであるが、
図６２においては、第９実施例と同様に、制御装置６０
に、エンジン１に付設されているエンジン回転数センサ
ー６３からの回転速度の信号、および、噴射ポンプ６５
のラック位置を検出するラック位置センサー６６からの
信号が入力されている。また、制御装置６０には、オペ
レータが踏み込むアクセルペタル６１と、アクセル量検
出センサー６２と、車速検出センサー６４、および、操
作レバー位置センサー６７が付設されている。また、ア
クセルペタル６１には、例えば、アクセル量の領域、領
域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄが設けられている。図６
３は、横軸にエンジン１の回転速度を、縦軸に正味平均
有効圧力Ｐｍｅをとり、横の実線でアクセル量の領域の
一例を示す。また、正味平均有効圧力Ｐｍｅの領域Ｐｍ
Ａ、領域ＰｍＢ、領域ＰｍＣ、領域ＰｍＤには、差動遊
星歯車装置１０の増速比βが設定されている。例えば、
領域ＰｍＡでは増速比β＝１、領域ＰｍＢでは増速比β
＝２、領域ＰｍＣでは増速比β＝４、領域ＰｍＤでは増
速比β＝６のごとく設定され図示しない記憶装置に記憶
されている。また、この正味平均有効圧力Ｐｍｅの領域
ＰｍＡ、領域ＰｍＢ、領域ＰｍＣ、領域ＰｍＤは、アク
セル量の領域、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄに対応
して設定されている。

【０１８６】次に作動について、図６４のフローチャー
ト図で説明する。例えば、ステップ１では、エンジン回
転数センサー６３からの回転速度の信号によりエンジン
１の回転速度を検出する。ステップ２では、オペレータ
が踏み込むアクセルペタル６１がアクセル量の領域のい
ずれにあるかをアクセル量検出センサー６２より検出す
る。また、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄがいずれに
あるかは、エンジン１への負荷指令を受ける噴射ポンプ
６５に付設されているラック位置センサー６６からも検
出することができる。ステップ３では、エンジン回転数
センサー６３からの回転速度の信号、および、アクセル
量の領域のいずれかにあるかの信号により、機械式過給
機２０の回転速度を可変とする差動遊星歯車装置１０の
増速比を図示しない記憶装置に記憶されているマップよ
り求める。例えば、領域Ｄにあると、軸平均有効圧力Ｐ
ｍｅが図６４に示すように、所定の領域ＰｍＤになるよ
うに差動遊星歯車装置１０の増速比を（例えば増速比
６）図示しない記憶装置に記憶されているマップより求
める。ステップ４では、制御装置６０は求めた差動遊星
歯車装置１０の増速比から回転負荷可変体に指令を出力
して差動遊星歯車装置１０を所定の増速比とし、機械式
過給機２０を所定の回転速度で回転させる。これによ
り、ステップ３の増速比６倍の時には、機械式過給機２
０の回転速度は６倍で早く回転する。ステップ５では、
制御装置６０はステップ３で求めた空気量に応じて、開
閉弁２２に所定の開度量を開く指令を出力する。このと
き、ステップ５はステップ４と入れ換えても良い。ステ
ップ６では、機械式過給機回転数センサー３５２からの
回転速度の信号により機械式過給機２０の回転速度を検
出する。ステップ７では、ステップ３で求めた機械式過
給機２０の回転速度の目標値とステップ６で測定した機
械式過給機回転数センサー３５２からの回転速度を照合
する。ステップ７で一致している場合には、ステップ１
に戻る。一致していない場合には、ステップ８にいき補
正値を求め、ステップ４に戻る。

【０１８７】図６５は、本発明に係る第２２実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。エンジン１には、
蓄圧式噴射系の噴射ポンプ４２１と、潤滑系のオイルポ
ンプ４２２と、冷却系の水ポンプ４２３と、および発電
機４２４等の補機４２０が付設されている。従来では、
これらの補機４２０はエンジン１の回転に一定比で連動
して回転している。以下の第２２実施例を始めとする実
施例においては、これらの補機４２０は、低速域におい
てより増速するエンジン回転反比例型、もしくは、可変
型の装置を介して駆動されている。図６５において、
エンジン１の出力軸１Ａには、第１実施例と同様に差動
遊星歯車装置１０が一方に接続されて、差動遊星歯車装
置１０には機械式過給機２０と、可変油圧モータ３０等
の回転負荷可変体とが付設されている。また、出力軸１
Ａの他方には、可変増速比装置４３０を介して、補機４
２０の噴射ポンプ４２１と、オイルポンプ４２２と、冷
却系の水ポンプ４２３と、および、発電機４２４等が付
設されている。ここで、可変増速比装置４３０は詳細は
図示されていないが、前記の差動遊星歯車装置１０と回
転負荷可変体との組合せで、エンジン１の低速域におい
てより増速し、噴射ポンプ４２１と、オイルポンプ４２
２と、冷却系の水ポンプ４２３と、および、発電機４２
４等の回転速度を早くしている。補機４２０には、補機
用回転数センサー４２５が付設され、各補機４２０の回
転速度を検出している。また、その他の構成部品、例え
ば、制御装置６０、エンジン回転数センサー６３、車速
検出センサー６４、噴射ポンプ６５、ラック位置センサ
ー６６、操作レバー位置センサー６７、あるいは、シフ
ト位置センサー６９等は図示していないが、図１と同様
に構成されている。

【０１８８】次に、作動について説明する。例えば、図
６６、および、図６７に示す図でエンジン１の出力と、
潤滑系のオイルポンプ４２２との関係を説明する。図６
６では、横軸にエンジン１の回転速度を、縦軸に正味有
効平均出力Ｐｍｅを示し、実線で本発明の等出力Ｈａａ
を、点線で従来の出力Ｔｃａを示す。図６７では、横軸
にエンジン１の回転速度を、縦軸にオイルポンプ４２２
の吐出量Ｑを示し、実線で本発明のオイルポンプ４２２
の吐出量Ｑａａを、点線で従来のオイルポンプ４２２ａ
の吐出量Ｑｔａを示す。図６６において、従来では、例
えば、エンジン１の低速回転領域（Ｎａ点近傍）の２０
馬力（Ｐｍ１点）では、図６７において、オイルポンプ
４２２ａの吐出量Ｑｔｓも少なく、中速回転領域（Ｎｂ
点近傍）の５０馬力（Ｐｍ２点）で所定量Ｑｔｃを吐出
している。また、高速回転領域（Ｎｃ点近傍）の１００
馬力（Ｐｍ３点）で所定量Ｑｔｃを吐出している。これ
に対して、本発明では、エンジン１の低速回転領域（Ｎ
ａ点近傍）の１００馬力（Ｐｍ４点）では、図６７にお
いて、オイルポンプ４２２の吐出量Ｑａｄは大きく、中
速回転領域（Ｎｂ点近傍）の１００馬力（Ｐｍ５点）で
は、低速回転領域の吐出量Ｑａｄよりも少ない所定量Ｑ
ａｅを吐出している。また、高速回転領域（Ｎｃ点近
傍）の１００馬力（Ｐｍ６点）で所定量Ｑａｆを吐出し
ている。このように、差動駆動装置により増速して機械
式過給機を駆動し、エンジンが等馬力を出力するとき
に、機械式過給機の回転速度、あるいは／および仕事量
に応じて、オイルポンプ４２２の回転速度を増速してい
る。このように、補機４２０が可変増速比装置４３０に
より低速域で増速されることにより、従来エンジンに比
較して、低速トルクの大幅増加に伴う必要潤滑油量、お
よび必要冷却水量の増加を補うことができる。また、同
様に低速時に高い噴射圧が要求される本発明の高トルク
型エンジン１では、低速域で増速することにより、これ
らの要求に対応することができる。これにより、主運動
部分の潤滑不良（特に、低速域での油膜の形成）、およ
び、低速域の出力増大による各部の冷却不良が解消さ
れ、信頼性、耐久性が従来機と同等以上の高トルク型エ
ンジン１が得られる。

【０１８９】次に、図６８のフローチャート図にしたが
って作動について説明する。ステップ１では、エンジン
回転数センサー６３からの回転速度の信号によりエンジ
ン１の回転速度を検出する。ステップ２では、オペレー
タからエンジン１への負荷指令を噴射ポンプ６５のラッ
ク位置センサー６６からの信号により検出する。ステッ
プ３では、エンジン回転数センサー６３からの回転速度
の信号、および、ラック位置センサー６６からの信号に
より、制御装置６０は機械式過給機２０よりエンジン１
への過給空気量、すなわち、機械式過給機２０の回転速
度の目標値を図示しない記憶装置に記憶されているマッ
プより求める。ステップ４では、制御装置６０は機械式
過給機２０よりエンジン１への過給空気量に応じて補機
４２０を回転駆動する可変増速比装置４３０の増速比を
図示しない記憶装置に記憶されているマップより求め
る。ステップ５では、制御装置６０は求めた所定の増速
となるように可変増速比装置４３０に指令を出力する。
ステップ６では、補機用回転数センサー４２５からの回
転速度の信号により補機４２０の回転速度を検出する。
ステップ７では、ステップ３で求めた補機４２０の回転
速度の目標値とステップ６で測定した補機用回転数セン
サー４２５からの回転速度を照合する。ステップ７で一
致している場合には、ステップ１に戻る。一致していな
い場合には、ステップ８にいき補正値を求め、ステップ
５に戻る。

【０１９０】図６９は、本発明に係る第２３実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。なお、第２２実施
例と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。図
６９において、エンジン１の出力軸１Ａには、第１実施
例と同様に差動遊星歯車装置１０が一方に接続されて、
差動遊星歯車装置１０には機械式過給機２０と、可変油
圧モータ３０等の回転負荷可変体とが付設されている。
また、この差動遊星歯車装置１０には、補機４２０の噴
射ポンプ４２１と、オイルポンプ４２２と、冷却系の水
ポンプ４２３と、および、発電機４２４等が付設されて
いる。また、その他の構成部品、例えば、制御装置６
０、エンジン回転数センサー６３、車速検出センサー６
４、噴射ポンプ６５、ラック位置センサー６６、操作レ
バー位置センサー６７、あるいは、シフト位置センサー
６９等は図示していないが、図１と同様に構成されてい
る。作動については第２２実施例と同一のため説明は省
略する。

【０１９１】図７０は、本発明に係る第２４実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。なお、第２２実施
例と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。図
７０において、エンジン１の出力軸１Ａには、第１実施
例と同様に差動遊星歯車装置１０が一方に接続されて、
差動遊星歯車装置１０には機械式過給機２０と、可変油
圧モータ３０等の回転負荷可変体とが付設されている。
また、この差動遊星歯車装置１０には、補機４２０のオ
イルポンプ４２２と、冷却系の水ポンプ４２３とが付設
されている。さらに、エンジン１の出力軸１Ａには、従
来と同様に、補機４２０の噴射ポンプ４２１と、オイル
ポンプ４２２ａと、冷却系の水ポンプ４２３ａと、およ
び、発電機４２４等とが、エンジン１に一定比で連動し
て回転するように付設されている。また、その他の構成
部品、例えば、制御装置６０、エンジン回転数センサー
６３、車速検出センサー６４、噴射ポンプ６５、ラック
位置センサー６６、操作レバー位置センサー６７、ある
いは、シフト位置センサー６９等は図示していないが、
図１と同様に構成されている。

【０１９２】作動について、第２４実施例では、エンジ
ン１の低速域で差動駆動装置により増速して機械式過給
機を駆動するとともに、差動駆動装置により補機４２０
のオイルポンプ４２２と、冷却系の水ポンプ４２３を増
速して、必要潤滑油量、および、必要冷却水量の増加を
補うことができる。

【０１９３】図７１は、本発明に係る第２５実施例を示
す差動駆動過給装置の概念図である。第２５実施例は、
第２０実施例と同様に、差動遊星歯車装置１０に機械式
過給機２０と、可変油圧モータ３０等の回転負荷可変体
とが付設されている。また、機械式過給機２０の吸入側
の配管２１にはターボ過給機４００が配設されている。
さらに、第１６実施例では、ターボ過給機４００の排出
口４００ａに配管４３０が接続され、配管４３０にはタ
ービン４３１が接続されている。タービン４３１には、
補機４２０を駆動するとともに、エネルギーを回収する
可変増速切換装置４４０が付設されている。可変増速切
換装置４４０は、補機４２０のオイルポンプ４２２と、
冷却系の水ポンプ４２３とが付設されているとともに、
エンジン１の出力軸１Ｂに連結されている。また、その
他の構成部品、例えば、制御装置６０、エンジン回転数
センサー６３、車速検出センサー６４、噴射ポンプ６
５、ラック位置センサー６６、操作レバー位置センサー
６７、あるいは、シフト位置センサー６９等は図示して
いないが、図１と同様に構成されている。

【０１９４】作動について、第１６実施例では、エンジ
ン１の低速域では、エンジン回転数センサー６３および
ラック位置センサー６６からの信号により、制御装置６
０が可変増速切換装置４４０に指令を出力し、タービン
４３１の駆動力を補機４２０のオイルポンプ４２２と、
冷却系の水ポンプ４２３に伝えて回転駆動する。これに
より、エンジン１の低速域では、補機４２０のオイルポ
ンプ４２２と、冷却系の水ポンプ４２３を増速して、必
要潤滑油量、および必要冷却水量の増加を補うことがで
きる。また、エンジン１が高速域では、制御装置６０が
可変増速切換装置４４０に指令を出力し、タービン４３
１の駆動力を補機４２０から出力軸１Ｂに切り換えて、
補機４２０のオイルポンプ４２２と、冷却系の水ポンプ
４２３を停止するとともに、タービン４３１の駆動力を
出力軸１Ｂに伝えてエネルギーを回収する。

【０１９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる機
械式過給機の差動駆動方式では、回転負荷可変体を制御
することにより機械式過給機の回転力、回転速度を外部
より制御することができ、ゼロ発進からの加速も含めて
応答性の良い車両運動性能が得られ、さらに、ひきずり
抵抗がなく、エネルギーロスがほとんどない、エネルギ
ーを有効に活用できる、低速高トルク型で、燃料経済性
の高い、しかも、応答性のよいパワーラインを得ること
ができる。また、産業車両、建設機械等の作業用の油圧
源を用いることにより、構造が簡単で、安価で、高効率
の機械式過給機を差動駆動方式が得られる。

【０１９６】リングギャにブレーキおよびクラッチを介
してフライホィール等の慣性体を付設しているので車両
の低速時に機械式過給機を急激に加速することができ、
低速時のエンジンの出力を高くすることができる。ま
た、高速時には、クラッチを切断することに機械式過給
機を停止することができ、高速時のエンジンの出力を低
くして、燃費を向上している。また、車両の減速時にフ
ライホィール等の慣性体にエネルギーを蓄え、再発進時
にそのエネルギーを用いて機械式過給機をさらに急激に
加速することができ、低速時のエンジンの出力をさらに
高くできる。長時間運転時、あるいは、登坂時にブレー
キを作動することにより、機械式過給機を回転すること
ができ、加速時のエンジンの出力を高くする。従来のよ
うにブレーキのみにたよると、ブレーキの負荷、特に、
過渡期に滑らせる状態となり、摩擦熱の発生によるクリ
ープ状態あるいは耐久性の低下が発生する問題が、フラ
イホィールの慣性力を利用することでブレーキの負荷を
軽減できる。リングギャの駆動に車両駆動系の変速機の
後方の出力軸から駆動力をうることにより、変速機の変
速を用いて、低速時には、機械式過給機を急激に加速す
ることができ、高速時には機械式過給機の回転を一定に
保つことができる。また、機械過給機にワンウェイクラ
ッチを付設することにより、段階的な変速機の変速にも
かかわらず機械過給機の回転を滑らかに変速することが
できる。リングギャの駆動に車両駆動系の変速機の後方
の出力軸から駆動力をうるとともに、過給機用変速機を
介して駆動することにより、作業等用途に応じて機械過
給機の回転を選択でき、最適の所要のエンジンの低速時
の出力が得られる。エンジンの出力軸とリングギャの間
にリングギャ用無段変速機を挿入することにより、差動
駆動装置の増速比を可変にでき、加速初期には増速比を
大きくして加速力を増し、また、加速後期には増速比を
小さくして機械過給機をゆっくり回し、定常走行への移
行をスムーズにする。上記のごとく、低速高トルク型
で、燃料経済性の高い、しかも、小型で安価な応答性の
よいパワーラインを得ることができる。

【０１９７】リングギャにクラッチを装着して、このク
ラッチを高速電磁バルブにより遮断、高速に遮断および
接続、あるいは、接続のいずれかを行ない低速高トルク
をうるため、小型で安価な応答性のよいパワーラインを
得られる。機械過給機とターボ過給機とを組み合わせる
とともに、差動駆動装置により機械過給機を駆動して等
出力を出力し、さらに、その上にターボ過給機の出力を
加えることができ、高出力のエンジンがえられる。ま
た、差動駆動装置により機械過給機を駆動して排気エネ
ルギを一定にしているためにターボ過給機の回転速度を
一定で回転することができ、コンプレッサ効率を最高の
効率範囲で使え、効率を約１０％アップすることができ
る。これに伴い、燃費が約３グラム／馬力・時間の節約
ができる。また、低速時に、高速で機械過給機により過
給して、亜断熱圧縮により吸気温度を上昇させるため、
圧縮比を下げても低温始動性が確保できるとともに、圧
縮比が下げられるために正味平均有効圧力は高く設定で
き、低速時高トルクを発生するエンジンが得られる。ま
た、常に等量の空気を過給してエンジンに送り込むこと
ができるので、低速域でのターボラグ、すなわち、加速
時の初期に過給遅れからくる停滞感を解消できる。ま
た、エンジンの回転速度が低速時に補機類を高速で回転
させるため、潤滑、冷却、あるいは、燃料噴射が十分に
行え、高い耐久性、信頼性の高トルク型のエンジンが得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例を示す差動駆動過給装
置の概念図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る差動遊星歯車装置の
噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機と可
変油圧モータの回転速度を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例に係わるエンジンと機械式
過給機と可変油圧モータの回転速度の相互の関係を説明
する図である。

【図４】ホイールローダの作業状態を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例車両の作業状態時のエンジ
ンと空気供給の状態を示し、横軸にエンジン回転速度
を、縦軸にエンジンの１サイクルにおける正味平均有効
圧Ｐｍｅをとり、実線にて機械式過給機および自然吸気
による空気の供給量の区分を示すである。

【図６】本発明に係る第２実施例を示す差動駆動過給装
置の概念図である。

【図７】本発明に係る第３実施例を示す差動駆動過給装
置の概念図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る差動遊星歯車装置の
噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機と可
変油圧モータの回転速度を示す図である。

【図９】本発明の第３実施例に係わるエンジンと機械式
過給機と可変油圧モータの回転速度の相互の関係を説明
する図である。

【図１０】本発明の第３実施例車両の作業状態時のエン
ジンと空気供給の状態を示す図である。

【図１１】本発明に係る第４実施例を示す差動駆動過給
装置の概念図である。

【図１２】本発明の第４実施例に係る差動遊星歯車装置
の噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機と
可変油圧モータの回転速度を示す図である。

【図１３】本発明の第４実施例に係わるエンジンと機械
式過給機と可変油圧モータの回転速度の相互の関係を説
明する図である。

【図１４】本発明の第４実施例車両の作業状態時のエン
ジンと空気供給の状態を示す図である。

【図１５】本発明に係る第５実施例を示す差動駆動過給
装置の概念図である。

【図１６】本発明に係る第６実施例を示す差動駆動過給
装置の概念図である。

【図１７】本発明に係る第７実施例を示す差動駆動過給
装置の概念図である。

【図１８】本発明に係る第８実施例を示す差動駆動過給
装置の概念図である。

【図１９】本発明に係る第９実施例を示す差動駆動過給
装置の概念図である。

【図２０】本発明の第９実施例に係る差動遊星歯車装置
の噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機と
フライホィール（リングギャー）の回転速度を示す図で
ある。

【図２１】本発明の第９実施例に係わるエンジンと機械
式過給機とフライホィールの回転速度の相互の関係を説
明する図である。

【図２２】本発明に係る第１０実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図２３】本発明の第１０実施例に係る差動遊星歯車装
置の噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機
とフライホィール（リングギャー）の回転速度を示す図
である。

【図２４】本発明の第１０実施例に係わるエンジンと機
械式過給機とフライホィールの回転速度の相互の関係を
説明する図である。

【図２５】本発明に係る第１１実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。（オートマチックトランスミッ
ション）

【図２６】本発明の第１１実施例に係る差動遊星歯車装
置の噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機
とリングギャーの回転速度を示す図である。

【図２７】本発明の第１１実施例に係わるエンジンと機
械式過給機とリングギャーの回転速度の相互の関係を説
明する図である。

【図２８】本発明に係る第１２実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。（マニュアルトランスミッショ
ン）

【図２９】本発明の第１２実施例に係る差動遊星歯車装
置の噛み合いの側面図であり、エンジンと機械式過給機
とリングギャーの回転速度を示す図である。

【図３０】本発明の第１２実施例に係わるエンジンと機
械式過給機とリングギャーの回転速度の相互の関係を説
明する図である。

【図３１】本発明に係る第１３実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。（ワンウェイクラツチ）

【図３２】本発明の第１３実施例に係わるエンジンと機
械式過給機とリングギャーの回転速度の相互の関係を説
明する図である。

【図３３】本発明に係る第１４実施例、第１５実施例、
を示す差動駆動過給装置の概念図である。（過給機用変
速機）

【図３４】本発明の第１４実施例に係わるエンジンと機
械式過給機とリングギャーの回転速度の相互の関係を説
明する図である。（オートマチックトランスミッショ
ン）

【図３５】本発明の第１５実施例に係わるエンジンと機
械式過給機とリングギャーの回転速度の相互の関係を説
明する図である。（マニュアルトランスミッション）

【図３６】過給機用変速機に歯車列の組合せを用いた図
を示す。

【図３７】過給機用変速機にプーリ列の組合せを用いた
図を示す。

【図３８】過給機用変速機にベルト式無段変速機（ＣＶ
Ｔ）を用いた図を示す。

【図３９】過給機用変速機にトロイダル式無段変速機を
用いた図を示す。

【図４０】過給機用変速機に油圧式で、切換バルブ、固
定型ポンプ、および、固定型モータの組合せを用いた図
を示す。

【図４１】過給機用変速機に油圧式で、可変型ポンプ、
および、固定型モータの組合せを用いた図を示す。

【図４２】過給機用変速機に油圧式で、可変型ポンプ、
および、可変型モータの組合せを用いた図を示す。

【図４３】過給機用変速機に可変容量型流体継手を用い
た図を示す。

【図４４】過給機用変速機に電気式で、発電機、およ
び、電気モータの組合せを用いた図を示す。

【図４５】本発明に係る第１６実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。（過給機用クラッチ）

【図４６】本発明に係る第１７実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。（過給機用クラッチと過給機用
変速機）

【図４７】本発明に係る第１８実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。（リングギャー用無段変速機）

【図４８】リングギャー用無段変速機にトロイダル式無
段変速機を用いた図を示す。

【図４９】リングギャー用無段変速機にベルト式無段変
速機（ＣＶＴ）を用いた図を示す。

【図５０】本発明に係る第１実施例から第１８実施例に
示す主要な差動駆動過給装置の作動を説明するフローチ
ャート図である。

【図５１】本発明に係る第１９実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図５２】エンジン回転速度に対し本発明に係る正味平
均有効圧力と従来の正味平均有効圧力を説明する図であ
る。

【図５３】高速電磁バルブの０Ｎ−ＯＦＦの高速切換制
御の作動を説明する図である。

【図５４】本発明に係る第１９実施例の作動を示すフロ
ーチャート図である。

【図５５】本発明に係る第２０実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図５６】エンジン回転速度に対し本発明に係る機械式
過給機および機械式過給機にターボ過給機とを加えた正
味平均有効圧力と従来の正味平均有効圧力を説明する図
である。

【図５７】エンジン回転速度に対し本発明に係る機械式
過給機とターボ過給機とからエンジンへの過給した空気
量を供給する説明する図である。

【図５８】本発明の機械式過給機とターボ過給機とを用
いたハイブリッド方式のターボ過給機のコンプレッサ効
率を説明する図である。

【図５９】本発明に係る第２０実施例の作動を示すフロ
ーチャート図である。

【図６０】軸平均有効圧力Ｐｍｅと気筒内の最大燃焼圧
力Ｐｍａｘとに対する圧縮比εおよび最大燃焼圧力Ｐｍ
ａｘの設計許容限界の関係を説明する図である。

【図６１】圧縮比εと吸入空気温度に対するディゼルエ
ンジンの着火性を説明する図である。

【図６２】本発明に係る第２１実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図６３】エンジン回転速度とアクセル量の領域に対し
て所定の正味平均有効圧力が得られるのを説明する図で
ある。

【図６４】本発明に係る第２１実施例の作動を示すフロ
ーチャート図である。

【図６５】本発明に係る第２２実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図６６】エンジン回転速度に対し本発明に係るエンジ
ンの等馬力と従来のエンジンの馬力とを説明する図であ
る。

【図６７】エンジン回転速度に対し本発明に係るエンジ
ンのオイルポンプの吐出量と従来のエンジンのオイルポ
ンプの吐出量との関係を説明する図である。

【図６８】本発明に係る第２２実施例の作動を示すフロ
ーチャート図である。

【図６９】本発明に係る第２３実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図７０】本発明に係る第２４実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図７１】本発明に係る第２５実施例を示す差動駆動過
給装置の概念図である。

【図７２】従来の歯車駆動による機械式過給方式を示す
図である。

【図７３】従来の機械式過給方式によるエンジンへの空
気供給状態を示す図である。

【図７４】従来の第１の差動駆動過給装置の概念図であ
る。

【図７５】従来の第２の差動駆動過給装置の概念図であ
る。

【図７６】使用条件に合わせて、高速回転速度時に高出
力を望まれるエンジンの出力を説明する図である。

【図７７】使用条件に合わせて、低・中速回転速度時に
高出力を望まれるエンジンの出力を説明する図である。

【図７８】エンジン回転速度の回転速度に対する吸入空
気量の限界、および、最大燃焼圧力の設計上の限界値か
ら現在のエンジンの出力トルクの限界を説明する図であ
る。

【図７９】エンジン回転速度に対し従来のエンジンの出
力トルクを説明する図である。

【図８０】従来のターボ過給機のみを用いた場合コンプ
レッサ効率を説明する図である。

【符号の説明】

１…エンジン、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…出力軸、１０，７０
…差動遊星歯車装置、１１，７２…サンギャー、１２…
プラネタリギャー１３，７１…プラネタリキャリア、１
４…リングギャー、２０…機械式過給機、２２，２５…
開閉弁、２３…吸気管、３０…可変容量型油圧モータ、
３０ａ…可変容量型油圧モータのサーボ弁４０…車両の
駆動力伝達系、４０ｂ…トルクコンバータ、４０ｃ…オ
ートマチックトランスミッション、４０ｄ…メインクラ
ッチ、４０ｅ…マニュアルトランスミッション、５０…
可変容量型油圧ポンプ、５０ａ…可変容量型油圧ポンプ
のサーボ弁５３…切換弁、６０…制御装置、６２…アク
セル量検出センサー、６３…エンジン回転数センサー、
６４…ラック位置センサー、７７…ブレーキ踏み込み量
検出センサー、８０…駆動力伝達系のクラッチ、９０…
可変容量型油圧ポンプ・モータ、１１０…アキュムレー
タ、１２０…発電機・電動モータ、１３０…バッテリ
ー、１４０…クラッチ、１７０…クラッチ部、１７１…
フライホイール、１７２…ブレーキ部、１８０…リバー
スギャー、１８６…ワンウェイクラッチ、１９０…過給
機用変速機、１９２…過給機選択用スイッチ、３０１，
３０２，３０３…歯車列、３０１ａ，３０２ａ，３０３
ａ…プーリ列、３０４…ベルト式無段変速機（ＣＶ
Ｔ）、３０５…トロイダル式無段変速機、３０６…切換
バルブ、３０７…固定型ポンプ、３０８…固定型モー
タ、３０９…可変型ポンプ、３１０…可変型モータ、３
１１…可変容量型流体継手、３１２…発電機、３１３…
電気モータ、３１５…過給機用クラッチ、３２０…リン
グギャー用無段変速機、３２１…トロイダル式無段変速
機、３２２…ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）、３５０…
高速電磁バルブ、３５１…パイロットポンプ、３５５…
クラッチ部、４００…ターボ過給機、４２０…補機、
４２１…蓄圧式噴射系の噴射ポンプ、４２２…潤滑系の
オイルポンプ、４２３…冷却系の水ポンプ、４２４…発
電機、４２５…補機用回転数センサー、４３０…可変増
速比装置、４３１…タービン、４４０…可変増速切換装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】差動駆動装置を介してエンジンの出力で
駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置にお
いて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン出
力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、かつ、リン
グギャに回転負荷可変体を連結したことを特徴とする差
動駆動過給装置。
【請求項２】回転負荷可変体は、固定型あるいは可変
容量型ポンプ、固定型あるいは可変容量型モータ、固定
型あるいは可変容量型のポンプとモータ兼用のポンプ・
モータ、発電機、電動モータ、発電機と電動モータ兼用
の発電機・モータ、または、空気圧縮機のいずれかであ
る請求項１記載の差動駆動過給装置。
【請求項３】リングギャに接続した回転負荷可変体に
回転を与えて機械式過給機を増減速し、あるいは／およ
び、リングギャに接続した回転負荷可変体を停止させて
機械式過給機を回転する請求項１あるいは請求項２記載
の差動駆動過給装置。
【請求項４】プラネタリキャリアからのエンジンの回
転速度の変化に合わせてリングギャに接続した回転負荷
可変体を増減速し、機械式過給機をほぼ一定の回転速度
にする請求項１あるいは請求項２記載の差動駆動過給装
置。
【請求項５】機械式過給機の回転速度を停止させたと
きに、回転負荷可変体のエネルギロスを低減するため回
転負荷可変体への負荷を低減し回転負荷可変体を空転す
るかあるいは回転負荷可変体のエネルギを蓄圧する請求
項１あるいは請求項２記載の差動駆動過給装置。
【請求項６】回転負荷可変体のエネルギロスを低減す
るため回転負荷可変体の容量を低減し、あるいは、回転
負荷可変体の生ずるエネルギを蓄圧器に蓄える請求項
１、請求項２、あるいは、請求項５記載の差動駆動過給
装置。
【請求項７】差動駆動装置を介してエンジンの出力で
駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置にお
いて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン出
力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、リングギャ
に回転負荷可変体を、かつ、エンジン出力軸に回転負荷
可変体を駆動する動力源を連結したことを特徴とする差
動駆動過給装置。
【請求項８】回転負荷可変体を駆動する動力源が固定
型あるいは可変容量型ポンプ、発電機、あるいは、空気
圧縮機のいずれかであり、あるいは／および、回転負荷
可変体と回転負荷可変体を駆動する動力源との間に蓄圧
器を設けた請求項７記載の差動駆動過給装置。
【請求項９】差動駆動装置を介してエンジンの出力で
駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置にお
いて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン出
力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、リングギャ
に回転負荷可変体を、かつ、回転負荷可変体を駆動する
動力源にアキュムレータあるいはバッテリ等の蓄圧器を
連結したことを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項１０】機械式過給機の回転速度を停止させた
ときに、回転負荷可変体のエネルギロスを低減するため
リングギャと回転負荷可変体とをクラッチを介して連結
する請求項１乃至請求項９記載のいずれかの差動駆動過
給装置。
【請求項１１】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン
出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、リングギ
ャに回転負荷可変体を、かつ、車両の駆動力伝達系の出
力軸に回転負荷可変体により生ずる動力源を受ける駆動
装置を連結したことを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項１２】回転負荷可変体が固定型あるいは可変
容量型ポンプ、発電機、あるいは、空気圧縮機のいずれ
かであり、かつ、駆動装置が固定型あるいは可変容量型
モータ、または、電動モータのいずれかである、請求項
１１記載の差動駆動過給装置。
【請求項１３】機械式過給機とエンジンとの間、およ
び、大気とエンジンとの間のそれぞれの吸気管にエンジ
ンへの空気を断続する開閉弁と、エンジンの回転速度を
検出するエンジン回転速度センサーと、エンジン回転速
度センサーからの所定の回転速度の信号を受けて開閉弁
を開閉する信号を出力する制御装置とからなる請求項
１、７、９、あるいは１１記載の差動駆動過給装置。
【請求項１４】機械式過給機の回転速度を停止させた
ときに、機械式過給機とエンジンとの間の開閉弁を閉
じ、大気とエンジンとの間の開閉弁を開き、エンジンへ
の空気を自然吸気とする信号を開閉弁に出力する制御装
置とからなる請求項１３記載の差動駆動過給装置。
【請求項１５】エンジンの回転速度を制御するアクセ
ルと、アクセルの移動量を検出するアクセル量検出セン
サーと、エンジンへの燃料の噴射量を制御する噴射ポン
プのソレノイドと、噴射ポンプの噴射量を検出するラッ
ク位置センサーと、機械式過給機とエンジンとの間、お
よび、大気とエンジンとの間のそれぞれの吸気管にエン
ジンへの空気を断続する開閉弁と、エンジンの回転速度
を検出するエンジン回転速度センサーと、回転負荷可変
体の容量を増減するサーボ体と、回転負荷可変体に動力
を与える切換弁と、アクセル量検出センサー、ラック位
置センサーおよびエンジン回転速度センサーからの所定
の信号を受けて、噴射ポンプのソレノイド、切換弁およ
び回転負荷可変体のサーボ体に信号を出力し、エンジン
および機械式過給機の回転速度を制御する制御装置とか
らなる請求項１、７、９、および１１記載の差動駆動過
給装置。
【請求項１６】機械式過給機を増減速するときに、機
械式過給機とエンジンとの間の開閉弁を開き、大気とエ
ンジンとの間の開閉弁を閉じ、エンジンへの空気を過給
する信号を開閉弁に出力し、かつ、切換弁に切り換わる
信号と、回転負荷可変体のサーボ体に容量を増加する信
号を出力する制御装置とからなる請求項１５記載の差動
駆動過給装置。
【請求項１７】機械式過給機をほぼ一定の回転速度に
するときに、機械式過給機とエンジンとの間の開閉弁を
開き、大気とエンジンとの間の開閉弁を閉じ、エンジン
への空気を過給する信号を開閉弁に信号を出力し、か
つ、噴射ポンプのソレノイドにエンジンの回転速度の増
減の信号と、切換弁に切り換える信号と、および、回転
負荷可変体のサーボ体に回転速度の増減を与える信号を
出力する制御装置とからなる請求項１６記載の差動駆動
過給装置。
【請求項１８】エンジンの回転速度を制御するアクセ
ルと、アクセルの移動量を検出するアクセル量検出セン
サーと、噴射ポンプの噴射量を検出するラック位置セン
サーと、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速
度センサーと、機械式過給機とエンジンとの間、およ
び、大気とエンジンとの間のそれぞれの吸気管にエンジ
ンへの空気を断続する開閉弁と、リングギャと回転負荷
可変体あるいは回転負荷可変体を駆動する動力源とを断
続するクラッチと、からなり、アクセル量検出センサ
ー、ラック位置センサーおよびエンジン回転速度センサ
ーからの所定の信号を受けて、大気とエンジンとの間の
開閉弁に開きの信号と、クラッチに遮断する信号を出力
し、エンジンへの空気を自然吸気にし、かつ、回転負荷
可変体のエネルギロスを低減する信号を出力する制御装
置とからなることを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項１９】エンジンの回転速度を制御するアクセ
ルと、アクセルの移動量を検出するアクセル量検出セン
サーと、噴射ポンプの噴射量を検出するラック位置セン
サーと、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速
度センサーと、回転負荷可変体の容量を増減するサーボ
体と、車両の駆動力伝達系の出力軸に回転負荷可変体に
より生ずる動力源を受ける駆動装置のサーボ体と、回転
負荷可変体と駆動装置とを断続する切換弁と、エンジン
の出力軸と動力伝達系の出力軸との間の動力を断続する
クラッチと、からなり、アクセル量検出センサー、ラッ
ク位置センサーおよびエンジン回転速度センサーからの
所定の回転速度の信号を受けて、クラッチに遮断する信
号と、切換弁に回転負荷可変体と駆動装置とを接続する
信号と、回転負荷可変体に容量を増減する信号と、駆動
装置に容量を増減する信号とを出力し、エンジンの出力
を回転負荷可変体から駆動装置を経て車両の駆動力伝達
系の出力軸に出力する指令を出す制御装置とからなるこ
とを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項２０】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン
出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、リングギ
ャにブレーキおよびクラッチを介してフライホイールを
配設することを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項２１】請求項２０の差動駆動過給装置におい
て、クラッチとフライホイールとの間に正転・逆転の切
換のリバースギャーを配設した差動駆動過給装置。
【請求項２２】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン
出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、リングギ
ャに車両の駆動力伝達系の変速機、あるいは、変速機の
後方の出力軸からの駆動軸を連結したことを特徴とする
差動駆動過給装置。
【請求項２３】請求項２２の差動駆動過給装置におい
て、リングギャと、変速機あるいは変速機の後方の出力
軸と、の間に過給機用変速機を配設した差動駆動過給装
置。
【請求項２４】請求項２２あるいは請求項２３の差動
駆動過給装置において、サンギャと機械式過給機との間
にワンウェイクラッチを配設した差動駆動過給装置。
【請求項２５】過給機用変速機が歯車列、プーリ列、
ベルト式無段変速機、トロイダル式無段変速機、油圧ポ
ンプと油圧モータ、油圧ポンプと油圧モータと切換バル
ブ、発電機と電気モータ、および可変容量型流体継手の
いずれかである請求項２３の差動駆動過給装置。
【請求項２６】請求項２２、２３、２４、あるいは、
２５のいずれかの差動駆動過給装置において、変速機あ
るいは変速機の後方の出力軸と、機械式過給機との間に
クラッチを配設した差動駆動過給装置。
【請求項２７】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン
出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、エンジン
出力の動力軸とリングギャとの間にリングギャー用無段
変速機を配設したことを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項２８】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、差動駆動装置のプラネタリキャリアにエンジン
出力の動力軸を、サンギャに機械式過給機を、リングギ
ャにブレーキを配設するとともに、ブレーキを遮断、高
速に断続、あるいは、接続のいずれかを行う高速電磁バ
ルブを設けたことを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項２９】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、エンジンの排気回路中に付設されたターボ過給
機と、差動駆動装置によりほぼ等馬力を出力し低速回転
速度から高速回転速度までほぼ等しい排気エネルギをタ
ーボ過給機に供給する機械式過給機と、からなることを
特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項３０】差動駆動装置を介してエンジンの出力
で駆動される機械式過給機を用いた差動駆動過給装置に
おいて、エンジンの圧縮比が直接噴射式で１０〜１５、
あるいは、副室噴射式で１０〜２０、のエンジンに付設
され、エンジンの始動時に機械式過給機の回転速度の増
速し、機械式過給機により圧縮加熱された空気をエンジ
ンに供給することを特徴とする差動駆動過給装置。
【請求項３１】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、リングギャ
に外部より回転を与えて、サンギャに取着した機械式過
給機の回転速度の増減を制御し、あるいは／および、リ
ングギャを空転させて、サンギャに取着した機械式過給
機の回転速度の停止することを特徴とする差動駆動過給
装置の制御方法。
【請求項３２】機械式過給機の回転速度の増速時に蓄
えられたエネルギを用いる請求項３１の差動駆動過給装
置の制御方法。
【請求項３３】リングキャの空転時に、エンジンの動
力を蓄える請求項３１の差動駆動過給装置の制御方法。
【請求項３４】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、エンジンの
回転速度および負荷を検出し、所定の回転速度および負
荷のときにリングギャを空転させて、サンギャに取着し
た機械式過給機の回転速度の停止し、あるいは／およ
び、所定の回転速度および負荷のときに外部の回転負荷
可変体とリングギャとを遮断してリングギャを空転させ
て、サンギャに取着した機械式過給機の回転速度の停止
することを特徴とする差動駆動過給装置の制御方法。
【請求項３５】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、プラネタリ
キャリアからのエンジンの回転速度の変化に合わせてリ
ングギャに外部より変化する回転を与えて機械式過給機
をほぼ一定の回転速度に制御することを特徴とする差動
駆動過給装置の制御方法。
【請求項３６】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、エンジンの
動力より生じた動力源によりリングギャに外部より回転
を与えて、サンギャに取着した機械式過給機の回転速度
の増減を制御することを特徴とする差動駆動過給装置の
制御方法。
【請求項３７】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、エンジンの
回転速度および噴射ポンプの噴射量を検出し、回転速度
および噴射ポンプの噴射量に応じて機械式過給機とエン
ジンとの間、および、大気とエンジンとの間のそれぞれ
の吸気管に設けた開閉弁を開閉し、エンジンへ供給する
空気を自然吸気あるいは過給吸気に制御することを特徴
とする差動駆動過給装置の制御方法。
【請求項３８】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、エンジンの
回転速度および噴射ポンプの噴射量を検出し、回転速度
および噴射ポンプが所定範囲内の値にあるときに、エン
ジンの出力軸と動力伝達系の出力軸との間の動力を遮断
し、エンジンの動力を差動駆動装置を経て回転負荷可変
体で圧力あるいは電力に変換し、駆動装置で圧力あるい
は電力より動力に戻して車両の駆動力伝達系の出力軸に
出力することを特徴とする差動駆動過給装置の制御方
法。
【請求項３９】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、リングギャ
に外部より回転を与えて、サンギャに取着した機械式過
給機の回転速度の増減を制御するとき、エンジンの回転
速度およびアクセルペタルの踏み込み量を検出し、エン
ジンの回転速度およびアクセルペタルの踏み込み量に応
じて、リングギャに付設した回転負荷可変体に最大負荷
を掛けるか、リングギャに付設したフライホイールにブ
レーキを掛けるか、リングギャに接続したクラツチを接
続するか、あるいは、リングギャに接続した無段変速機
の減速比を最大にするか、のいずれかを行うことを特徴
とする差動駆動過給装置の制御方法。
【請求項４０】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、エンジンの
回転速度およびアクセルペタルの踏み込み量を検出し、
エンジンの回転速度およびアクセルペタルの踏み込み量
に応じて機械式過給機の増速比を変更し、エンジンの出
力を可変にすることを特徴とする差動駆動過給装置の制
御方法。
【請求項４１】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、エンジン回
転速度の低速から高速まで定格出力とほぼ同じ出力を出
すことにより、低速から高速までほぼ等しい排気エネル
ギをターボ過給機に供給することを特徴とする差動駆動
過給装置の制御方法。
【請求項４２】エンジンの回転速度を差動駆動装置に
より増速して過給機を駆動し、エンジンへの空気を過給
する差動駆動過給装置の制御方法において、機械式過給
機の回転速度、あるいは／および仕事量に応じて、エン
ジンにより駆動される噴射ポンプや、エンジンの潤滑
用、冷却用のポンプ等の補機の回転速度とエンジンの回
転速度との比を可変にすることを特徴とする差動駆動過
給装置の制御方法。