JP2006521513A - 自動車を駆動するための動力伝達系 - Google Patents

Abstract

自動車、特に、例えば自走ローダのような作業機械を駆動する動力伝達系における原動機（１）の構造体積を減少させるために、原動機（１）と作業用油圧系のための油圧ポンプ（５）との間に、無段調節可能な変速歯車装置が配置されていて、この変速歯車装置は、原動機（１）の負荷状態に関連して調節される。

Description

本発明は、請求項１中の上位概念に示す形式の自動車を駆動する動力伝達系に関する。

この種の動力伝達系は、例えば自走ローダ又はモータ・グレーダのような作業機械に特に使われており、その原動機、特にはディーゼル機関（ディーゼルエンジン）が、流体トルクコンバータのポンプホイール（ポンプインペラー）に結合されている。この流体トルクコンバータのタービン軸は、駆動輪に接続された切り替え可能な歯車装置の駆動部をなしている。特には作業機械の作業用油圧系のための少なくとも１つの油圧ポンプを駆動する副被動装置が、やはり原動機に接続されており、好ましくは流体トルクコンバータの駆動軸と結合されている。原動機及び流体トルクコンバータは、ロックブレーキ点、即ち、全負荷であってかつ作業用油圧系が操作されていない状態で自動車が停止している時に、ディーゼル機関の回転数が定格回転数であるように、設計されている。このことは、ディーゼル機関が所要の最小回転数以下になって停止するようなことなしに、ロックブレーキ点において作業用油圧系を操作できるようにするために、必要である。しかし、多くの走行状態においてディーゼル機関の寸法は過大であり、このことが自動車の製造コストにマイナスの影響を及ぼす。

ＤＥ−１９５２１４５８Ａ１号公報には、ディーゼル機関と流体トルクコンバータとの間に１つのクラッチが配置された作業機械の駆動装置用の電気油圧制御装置が開示されている。このクラッチは、車両がわずかな走行速度にあってしかも作業用油圧系に十分な量の送出流を供給しようとする時にはいつも、開放方向へ操作可能である。

本発明の課題は、自動車特に作業機械の駆動のための動力伝達系において、コスト的に有利な原動機を使用できて、作業用油圧系のために十分な量の送出流を供給できるようにすることである。

この課題を本発明は、請求項１中の特徴事項を有する冒頭に述べた形式の自動車を駆動するための動力伝達系によって解決した。

本発明によれば、比較的小型の原動機、特にはディーゼル機関が使用され、この原動機は、流体トルクコンバータと共に、ロックブレーキ点において作業用油圧系の操作なしでほぼその最大トルクを生ずるように、設計されている。原動機はその設計に基づいて部分負荷領域においても低い回転数を呈するので、副被動装置、ひいては作業油圧系のポンプも、部分負荷領域において低い回転数で駆動される。このことを補償するために、比較的大きな送出量の油圧ポンプあるいは原動機と油圧ポンプとの間の大きな変速比（変速機構）が利用される。このようにして、部分負荷領域において作業用油圧系が十分な送出量を供給するということが保証される。原動機が全負荷運転状態にあって原動機回転数が走行抵抗の増大に基づき所定の回転数以下に低下されると、作業用油圧系に大容積の調節可能な油圧ポンプを使用した場合にはこの油圧ポンプがより少ない送出量へ調節され、あるいは、原動機と油圧ポンプとの間の変速機構を使用した場合にはこの変速機構がより大きな変速比へ調節される。これにより、油圧ポンプの回転数が低減され、ひいては油圧ポンプの出力も減少され、これによって原動機に過度に重圧が及ぼされることがない。油圧ポンプと原動機との間の変速機構は無段調節可能であることが有利であるが、変速機構を種々の切り替え段に構成することも可能である。調節可能な油圧ポンプを使用する場合、このポンプは無段調節可能であるのが有利であるが、少なくとも２つの制御可能な吸込容積を有する油圧ポンプとして構成することも可能である。また、複数の油圧ポンプを使用することも可能であって、その場合には、ディーゼル機関回転数に関連して１つ又は複数のポンプが遮断され得る。これにより、送出流も同様に減少され得る。

かくして、その設計上比較的小型の原動機が過度の負担を受けることなしに、部分負荷領域において作業用油圧系のために油圧ポンプが十分な送出量を供給する、ということが保証される。

本発明の別の実施態様によれば、原動機と流体トルクコンバータとの間に１つのクラッチを配置することができる。例えば自走ローダが極めて小さな速度又は停止状態にある時に作業用油圧系が操作される場合、このクラッチを開放方向へ操作することが可能であって、これにより、所望の走行速度を上回らないで、しかも作業用油圧系には十分な送出量が供給される。というのは、このクラッチの開放によって原動機回転数が上昇し、走行駆動装置へはわずかな出力しか流れないからである。また、このクラッチを、原動機を過度の負担から保護することに利用することもできる。この場合、クラッチは、原動機が走行駆動装置及び作業用油圧系によって許容回転数レベル以下に下げられる時にはいつも、原動機の運転を維持するために開放方向へ操作される。好ましくは、原動機と流体トルクコンバータとの間のクラッチ、及び、原動機と作業用油圧系の油圧ポンプとの間の変速機構、又は、作業用油圧系の油圧ポンプの送出量は、原動機の負荷状態の所望の走行速度及び作業用油圧系の要求に関連（依存）して、制御もしくは調節される。

次に、図面に示した実施例に従って本発明を詳述する。

図は、本発明による動力伝達系の概念図で、原動機１の被動軸が一次クラッチ２を介して流体トルクコンバータ４のポンプホイール３を駆動する。また、この原動機１は、作業用油圧系の油圧ポンプ５に接続されている。この油圧ポンプ５は、一次クラッチ２の駆動部と接続され得る。油圧ポンプ５は、好ましくは、ロード・センシング・ポンプである。油圧ポンプ５の送出流は、弁６を介して、消費機器７、例えば自走ローダのバケットへ送られる。電子制御ユニット８が処理する信号は、ブレーキペダルや加速ペダル１０におけるセンサ、作業用油圧系用の制御レバー１１、原動機１の負荷状態並びにその回転数、ポンプホイール３の回転数、並びに、変速機１２内の入力回転数、に由来するものである。このようなパラメータに関連して、電子制御ユニット８は、送出量調節可能な比較的大きな油圧ポンプ５が用いられている場合にはその送出量を制御し、あるいは、油圧ポンプ５と原動機１との間の図示されていない調節可能な変速機構が用いられる場合にはこの変速機構を制御する。例えば原動機１が部分負荷領域にあって、電子制御ユニットが制御レバー１１の操作によって油圧ポンプ５の送出量の要求を認識すると、油圧ポンプ５の送出流が油圧ポンプ５の調節によってあるいは油圧ポンプ５と原動機１との間の変速機構の調節によって増大される。例えば、電子制御ユニット８が加速ペダル１０の位置によって自動車が低速状態、さらには停止状態、を呈しようとしていることを認識し、かつ、制御レバー１１によって油圧ポンプ５の送出流が送出されることを認識すると、一次クラッチ２が開放方向へ操作され、原動機１の負荷状態に関連して油圧ポンプ５が送出量の点で調節されるかあるいは原動機１と油圧ポンプ５との間の変速歯車装置が調節される。その結果、走行速度が上昇されることなく、油圧ポンプ５の送出量が増大される。しかし、電子制御ユニット８が、加速ペダル１０の位置から自動車が車速上昇を呈していることと原動機１が部分負荷領域にあることを認識し、かつ、制御レバー１１から作業用油圧系のために送出流が必要とされることを認識すると、油圧ポンプ５が送出量増大の方向で調節されるかあるいは油圧ポンプ５と原動機１との間の変速機構が調節される。その結果、油圧ポンプ５は増大した送出量を供給する。ただし、この油圧ポンプ５の送出流あるいは油圧ポンプ５と原動機１との間の変速歯車装置の変速比の調節は、あくまでも原動機１が所定の回転数レベルを下回らない程度になされる。

このようにして、自動車を駆動するための動力伝達系において、油圧ポンプ５が充分に送出流を供給できて、しかも原動機１は比較的小さな構造寸法を有するにとどまることができる。

本発明による動力伝達系の概略図。

Claims (10)

1. 原動機（１）を備えた自動車を駆動する動力伝達系であって、
   原動機（１）は、一方では、流体トルクコンバータ（４）を介して走行駆動装置を駆動するための切り替え可能な変速歯車装置（１２）を駆動し、他方では、少なくとも１つの油圧ポンプ（５）を駆動するための副被動装置を駆動する
   という形式のものにおいて、
   原動機（１）と副被動装置との間に切り替え可能な変速歯車装置が配置されていて、この変速歯車装置は、油圧ポンプ（５）の所要の送出量と原動機（１）の回転数並びに負荷状態とに関連して変速比を調節する
   ことを特徴とする自動車を駆動するための動力伝達系。
2. 変速歯車装置は、無段調節可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系。
3. 全負荷運転中に、原動機（１）の所定の回転数以下で変速歯車装置が大きな変速比へ調節され、これにより、油圧ポンプ（５）の駆動回転数が低下される
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系。
4. 部分的負荷運転中に、原動機（１）の所定の回転数以下で変速歯車装置が小さな変速比へ調節され、これにより、油圧ポンプ（５）の駆動回転数が上昇される
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系。
5. 全負荷運転中に、原動機（１）の所定の回転数以下で、かつ、油圧ポンプ（５）の所要の送出量の時に、原動機（１）と流体トルクコンバータ（４）との間に配置されているクラッチ（２）が、原動機（１）の所定の最小回転数を生ずるまで、開放方向へ操作される
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達系。
6. 原動機（１）を備えた自動車を駆動する動力伝達系であって、
   原動機（１）は、一方では、流体トルクコンバータ（４）を介して走行駆動装置を駆動するための切り替え可能な変速歯車装置（１２）を駆動し、他方では、少なくとも１つの調節可能な油圧ポンプ（５）を駆動するための副被動装置を駆動する
   という形式のものにおいて、
   調節可能な油圧ポンプ（５）は、油圧ポンプ（５）の所要の送出量と原動機（１）の回転数並びに負荷状態とに関連して調節される
   ことを特徴とする自動車を駆動するための動力伝達系。
7. 油圧ポンプ（５）は、無段調節可能である
   ことを特徴とする請求項６に記載の動力伝達系。
8. 全負荷運転中に、原動機（１）の所定の回転数以下で、油圧ポンプ（５）が小さな送出量に調節される
   ことを特徴とする請求項６に記載の動力伝達系。
9. 部分的負荷運転中に、原動機（１）の所定の回転数以下で、油圧ポンプ（５）が大きな送出量に調節される
   ことを特徴とする請求項６に記載の動力伝達系。
10. 全負荷運転中に、原動機（１）の所定の回転数以下で、かつ、油圧ポンプ（５）の所要の送出量の時に、原動機（１）と流体トルクコンバータ（４）との間に配置されているクラッチ（２）が、原動機（１）の所定の最小回転数を生ずるまで、開放方向へ操作される
    ことを特徴とする請求項６に記載の動力伝達系。

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