JP6972799B2 - Oil passage switching device, energy regenerating device and transmission - Google Patents
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Description
本開示は、油路切替装置、エネルギー回生装置および変速機に関する。 The present disclosure relates to an oil passage switching device, an energy regenerating device and a transmission.
従来、静油圧式無段変速機(ハイドロ スタティック トランスミッション:HST)と差動機構とを組み合わせた、油圧機械式無段変速機(ハイドロ メカニカル トランスミッション:HMT)が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1には、エンジンからの駆動力を遊星歯車機構で分割して2つの油圧ポンプモータに入力する、いわゆる「入力分割型」のHMTが開示されている。また、特許文献1には、車両の制動状態において車輪の回転エネルギーを油圧エネルギーに回生する、エネルギー回生装置が記載されている。 Conventionally, a hydraulic mechanical continuously variable transmission (hydromechanical transmission: HMT), which is a combination of a hydrostatic continuously variable transmission (HST) and a differential mechanism, is known (for example, Patent Document 1). See). Patent Document 1 discloses a so-called "input split type" HMT in which a driving force from an engine is split by a planetary gear mechanism and input to two hydraulic pump motors. Further, Patent Document 1 describes an energy regenerating device that regenerates the rotational energy of wheels into hydraulic energy in a braking state of a vehicle.
特許文献1に記載のエネルギー回生装置は、油圧変速部の閉回路における高圧側油路とアキュムレータとの間に切替弁を備えている。そして、アキュムレータ内の油圧を検出するための油圧センサによって検出された油圧が高圧でないと判断された場合に、切替弁を開弁してアキュムレータに作動油圧を蓄圧するようにしている。 The energy regenerative device described in Patent Document 1 includes a switching valve between the high-pressure side oil passage and the accumulator in the closed circuit of the hydraulic transmission unit. Then, when it is determined that the oil pressure detected by the oil pressure sensor for detecting the oil pressure in the accumulator is not high pressure, the switching valve is opened to accumulate the operating oil pressure in the accumulator.
しかしながら、特許文献1に記載のエネルギー回生装置では、アキュムレータ内の油圧に応じて切替弁を操作する必要があり、操作が煩雑になるという問題がある。 However, in the energy regenerative device described in Patent Document 1, it is necessary to operate the switching valve according to the hydraulic pressure in the accumulator, which causes a problem that the operation becomes complicated.
本開示の目的は、操作を煩雑にすることなく、車輪の回転エネルギーを油圧エネルギーに回生することができる油路切替装置、エネルギー回生装置および変速機を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an oil passage switching device, an energy regenerating device and a transmission capable of regenerating the rotational energy of a wheel into hydraulic energy without complicating the operation.
本開示に係る油路切替装置は、油圧ポンプおよび油圧モータを接続した閉回路における高圧側油路と接続される第1油路と、アキュムレータと接続される第2油路との間に設けられ、前記第2油路内の油圧が前記第1油路内の油圧より高い場合に開弁する逆止弁と、前記逆止弁を開弁状態に維持可能なアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータにより前記逆止弁が開弁状態に維持されていない状態であって、作動油の上記第2油路から上記第1油路へ向かう流れのみを許容する第1の状態と、前記アクチュエータにより前記逆止弁が開弁状態に維持されている状態であって、少なくとも上記第1油路から上記第2油路へ向かう流れを許容する第2の状態と、に切り替え可能に構成されている。 The oil passage switching device according to the present disclosure is provided between the first oil passage connected to the high-pressure side oil passage in the closed circuit connecting the hydraulic pump and the hydraulic motor and the second oil passage connected to the accumulator. The actuator includes a check valve that opens when the oil pressure in the second oil passage is higher than the oil pressure in the first oil passage, and an actuator that can maintain the check valve in the valve open state. The first state in which the check valve is not maintained in the open state due to the above, and only the flow of the hydraulic oil from the second oil passage to the first oil passage is allowed, and the above-mentioned by the actuator. The check valve is maintained in an open state and can be switched to at least a second state that allows a flow from the first oil passage to the second oil passage.
また、本開示に係るエネルギー回生装置は、上記第1油路と、上記第2油路と、上記アキュムレータと、上記油路切替装置と、を備える。 Further, the energy regeneration device according to the present disclosure includes the first oil passage, the second oil passage, the accumulator, and the oil passage switching device.
また、本開示に係る変速機は、差動機構で2つに分割された駆動源からの動力の一方が入力される一方の可変容量型ポンプモータおよび他方が入力される他方の可変容量型ポンプモータを閉回路で接続した油圧変速部と、上記一方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を複数の変速比に変速して出力軸へ出力可能な第1の係合機構、および上記他方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を上記複数の変速比とは異なる変速比で上記出力軸へ出力可能な第2の係合機構、を有する有段変速部と、を備え、上記油圧変速部は、上記エネルギー回生装置を備える。 Further, the transmission according to the present disclosure includes one variable displacement pump motor to which one of the powers from the drive source divided into two by the differential mechanism is input and the other variable displacement pump to which the other is input. The hydraulic transmission unit to which the motor is connected by a closed circuit, the first engagement mechanism capable of shifting the power of the input / output shaft of one of the variable displacement pump motors to a plurality of gear ratios and outputting to the output shaft, and the above. A stepped transmission unit having a second engaging mechanism capable of outputting the power of the input / output shaft of the other variable displacement pump motor to the output shaft at a gear ratio different from the plurality of gear ratios. The hydraulic transmission unit includes the energy regenerating device.
本開示に係る油路切替装置、エネルギー回生装置および変速機によれば、操作を煩雑にすることなく、車輪の回転エネルギーを油圧エネルギーに回生することができる。 According to the oil passage switching device, the energy regenerating device, and the transmission according to the present disclosure, the rotational energy of the wheels can be regenerated into the hydraulic energy without complicating the operation.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below are examples, and the present disclosure is not limited to these embodiments.
まず、図1を参照して、油圧機械式変速機を搭載した車両1の全体構成について説明する。図1には、車両1の前後方向が描かれている。以下の説明では、車両前側を単に「前」、車両後側を単に「後」と呼ぶことがある。 First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the vehicle 1 equipped with the hydraulic mechanical transmission will be described. FIG. 1 shows the front-rear direction of the vehicle 1. In the following description, the front side of the vehicle may be simply referred to as "front" and the rear side of the vehicle may be simply referred to as "rear".
車両1は、駆動源10と、ダンパ20と、差動機構30と、油圧変速部40と、有段変速部50と、制御装置80とを備えている。そして、有段変速部50の出力側に、プロペラシャフト61、デファレンシャル62およびドライブシャフト63を介して、駆動輪64が動力伝達可能に連結されている。なお、以下の説明において、差動機構30、油圧変速部40および有段変速部50を合わせて「変速機2」と呼ぶことがある。
The vehicle 1 includes a
駆動源10は、例えばディーゼルエンジンである。なお、駆動源10は、ガソリンエンジンでも構わない。駆動源10の出力軸11には、ダンパ20の入力側部材21が接続されている。なお、以下において、駆動源10はディーゼルエンジンであるとして説明を行う。また、以下の説明において、駆動源10をエンジン10という場合がある。
The
ダンパ20は、入力側部材21と、出力側部材22と、入力側部材21と出力側部材22とを弾性的に連結する弾性連結部材23とを備える。ダンパ20の出力側部材22は、差動機構30の入力軸31と接続されている。ダンパ20は、駆動源10の発生する回転振動が差動機構30に伝達されるのを抑制する機能を有する。ダンパ20の構造は一般的なダンパの構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
The
差動機構30は、円周方向に等配に設けられた複数のベベルギヤ32、第1差動出力ギヤ33および第2差動出力ギヤ34を備えている。ベベルギヤ32は、図1に示すように、入力軸31に相対回転可能に軸支されている。第1差動出力ギヤ33は、第1ポンプモータ41の第1入出力軸41aの前端に設けられている。第2差動出力ギヤ34は、差動出力軸35の前端に設けられている。
The
差動出力軸35は、第1入出力軸41aと同軸かつ第1入出力軸41aの外周側に設けられた円筒状の部材である。差動出力軸35の後端には、第1ギヤ36が設けられている。差動出力軸35は、不図示の軸受を介して、第1入出力軸41aに軸支されている。第1ギヤ36は、第2ポンプモータ42の第2入出力軸42aの前端に設けられた第2ギヤ37と噛合している。
The differential output shaft 35 is a cylindrical member coaxial with the first input /
なお、本実施形態では、第1差動出力ギヤ33の歯数は、第2差動出力ギヤ34の歯数と同一である。また、第1ギヤ36の歯数は、第2ギヤ37の歯数と同一である。差動機構30の構造は一般的なベベルギヤ型差動機構の構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
In this embodiment, the number of teeth of the first
油圧変速部40は、第1ポンプモータ41と、第2ポンプモータ42と、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42を油圧接続する閉回路43とを備えている。閉回路43は、高圧側油路43aと低圧側油路43bとを含む。また、油圧変速部40には、図1において不図示のエネルギー回生装置(詳細は後述する。)が設けられている。なお、閉回路43の基本的な構成は、一般的なHST閉回路と同様であるため、図1では、閉回路43における一部の構成部品(チャージポンプ、チャージ油路、リリーフ油路、バイパス油路等)を省略している。
The
第1ポンプモータ41は、押し除け容積をゼロから正負の両方向に変化させることのできる、いわゆる両振り型のポンプモータである。第1ポンプモータ41としては、アキシャルピストン型、ラジアルピストン型等、各種の形式のものを採用することができる。第1ポンプモータ41の第1入出力軸41aは、第1ポンプモータ41を前から後へ貫通している。
The
第2ポンプモータ42は、押し除け容積をゼロから正負の両方向に変化させることのできる、いわゆる両振り型のポンプモータである。第2ポンプモータ42の第2入出力軸42aは、第2ポンプモータ42を前から後へ貫通している。
The
なお、本実施形態では、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42は同形式のものを用いている。また、第1ポンプモータ41の最大押し除け容積は、第2ポンプモータ42の最大押し除け容積と等しい。
In this embodiment, the
有段変速部50は、第1入出力軸41aと、第1入出力軸41aと平行に配置された第2入出力軸42aと、副軸51と、出力軸52とを備えている。
The stepped
第1入出力軸41aの前端には、上述のとおり、差動機構30の第1差動出力ギヤ33が設けられている。また、第1入出力軸41aの後端には、第1入力ハブ41bが、第1入出力軸41aと一体回転するように設けられている。
As described above, the first
第1入力ギヤ41cは、第1入出力軸41aの外周側に、第1入出力軸41aに対して相対回転可能に設けられている。第1入力ギヤ41cは、副軸51と第1入力ハブ41bとの間に設けられている。
The
第2入出力軸42aの前端には、上述のとおり、差動機構30の第2ギヤ37が設けられている。また、第2入出力軸42aの後端には、第2入力ハブ42bが、第2入出力軸42aと一体回転するように設けられている。
As described above, the
第2入力ギヤ42cは、第2入出力軸42aと一体回転するように設けられている。第2入力ギヤ42cは、第2ポンプモータ42と第2入力ハブ42bとの間に設けられている。第2入力ギヤ42cは、第1副ギヤ51a(後述する)と噛合している。
The second input gear 42c is provided so as to rotate integrally with the second input /
副軸51は、第1入出力軸41aと同軸かつ第1入出力軸41aの外周側に設けられた円筒状の部材である。副軸51の前端には第1副ギヤ51aが設けられ、副軸51の後端には第2副ギヤ51bが設けられている。
The sub-shaft 51 is a cylindrical member coaxial with the first input /
出力軸52の前端には、出力ハブ52aが、出力軸52と一体回転するように設けられている。
An
第1出力ギヤ52bは、出力軸52の外周側に、出力軸52に対して相対回転可能に設けられている。第1出力ギヤ52bは、出力ハブ52aの後側に設けられている。第1出力ギヤ52bは、第2副ギヤ51bと噛合している。
The
第2出力ギヤ52cは、出力軸52と一体回転するように設けられている。第2出力ギヤ52cは、第1出力ギヤ52bの後側に設けられている。第2出力ギヤ52cは、第1入力ギヤ41cと噛合している。
The
有段変速部50には、第1入出力軸41aと第1入力ギヤ41cとを、選択的に一体回転可能に連結する第1連結機構71が設けられている。第1連結機構71は、第1入力ハブ41bと、第1入力ギヤ41cと一体に設けられた入力クラッチギヤ41dと、第1スリーブ72とを備えている。
The stepped
第1スリーブ72は、第1入力ハブ41bの外周側に、第1入力ハブ41bと一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に設けられている。第1スリーブ72が図1に示す後位置の場合、第1入出力軸41aと第1入力ギヤ41cとは相対回転可能である。
The
第1スリーブ72を前位置とすることで、第1入力ギヤ41cは、第1入出力軸41aと一体に回転する。本実施形態では、第1連結機構71として一般的なシンクロナイザ方式のものを使用している。シンクロナイザ方式の連結機構は公知であるため、詳細な説明は省略する。
By setting the
有段変速部50には、第2入出力軸42aと出力軸52、または、第1出力ギヤ52bと出力軸52とを、選択的に一体回転可能に連結する第2連結機構73が設けられている。第2連結機構73は、第2入力ハブ42bと、出力ハブ52aと、第1出力ギヤ52bと一体に設けられた出力クラッチギヤ52dと、第2スリーブ74とを備えている。
The stepped
第2スリーブ74は、出力ハブ52aの外周側に、出力ハブ52aと一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に設けられている。第2スリーブ74が図1に示す中央位置の場合、第2入出力軸42aと出力軸52とは相対回転可能である。また、第2スリーブ74が図1に示す中央位置の場合、第1出力ギヤ52bと出力軸52とは相対回転可能である。
The
第2スリーブ74を前位置とすることで、出力軸52は、第2入出力軸42aと一体に回転する。また、第2スリーブ74を後位置とすることで、出力軸52は、第1出力ギヤ52bと一体に回転する。
By setting the
制御装置80には、アクセルペダルセンサ81からのアクセル開度信号が入力される。また、制御装置80は、駆動源10、油圧変速部40(第1ポンプモータ41、第2ポンプモータ42)、有段変速部50(第1スリーブ72、第2スリーブ74)の制御を行う。
An accelerator opening signal from the
次に、図2を参照して、有段変速部50の動作について説明する。図2は、有段変速部50の状態と、第1スリーブ72および第2スリーブ74の動作状態との関係を示す図表である。
Next, the operation of the stepped
第1スリーブ72が後位置とされ、第2スリーブ74が後位置とされる状態を、「1速」または「第1伝動状態」という。第1伝動状態では、第2入出力軸42aの回転が、第2入力ギヤ42c、第1副ギヤ51a、第2副ギヤ51bおよび第1出力ギヤ52bを経由して出力軸52へ伝達される。
The state in which the
第1スリーブ72が前位置とされ、第2スリーブ74が中央位置とされる状態を、「2速」または「第2伝動状態」という。第2伝動状態では、第1入出力軸41aの回転が、第1入力ギヤ41cおよび第2出力ギヤ52cを経由して出力軸52へ伝達される。
The state in which the
第1スリーブ72が後位置とされ、第2スリーブ74が前位置とされる状態を、「3速」または「第3伝動状態」または「直結状態」という。第3伝動状態では、第2入出力軸42aの回転が出力軸52へ直接伝達される。
The state in which the
(第1の実施形態)
図3を参照して、第1の実施形態に係る油路切替装置101が設けられたエネルギー回生装置100について説明する。なお、図3では、油圧変速部40において、以下の説明に関係しない部品については符号を付していない。
(First Embodiment)
With reference to FIG. 3, the
エネルギー回生装置100は、閉回路側油路110と、切替弁120と、第1逆止弁側油路130と、第2逆止弁側油路140と、アキュムレータ側油路150と、アキュムレータ160とを備える。
The
閉回路側油路110の一端は、高圧側油路43aと接続されている。また、閉回路側油路110の他端は、切替弁120の第1ポート122(後述する)と接続されている。
One end of the closed circuit
切替弁120は、電磁作動式のスプールバルブである。切替弁120は、ソレノイド121、第1ポート122、第2ポート123、第3ポート124およびスプリング125を有する。第1ポート122は、上述のとおり、閉回路側油路110と接続されている。第2ポート123は、第1逆止弁側油路130と接続されている。第3ポート124は、第2逆止弁側油路140と接続されている。
The switching
切替弁120は、スプリング125によって、図3の左方向へ付勢されている。そのため、ソレノイド121への通電が行われない場合、切替弁120は図3に示す右位置となる。この場合、第1ポート122と第2ポート123とが連通し、第3ポート124が閉塞される。
The switching
ソレノイド121へ通電されると、スプールがスプリング125の付勢力に抗して移動し、第1ポート122と第3ポート124とが連通するとともに第2ポート123が閉塞される左位置となる。ソレノイド121への通電/非通電は、制御装置80により制御される。
When the
第1逆止弁側油路130には、第1逆止弁131が設けられている。第1逆止弁131は、アキュムレータ160内の油圧(すなわち、アキュムレータ側油路150内の油圧)が高圧側油路43a内の油圧(すなわち、閉回路側油路110内の油圧)よりも高い場合に開弁する。
A
換言すれば、第1逆止弁131は、アキュムレータ160から高圧側油路43a(アキュムレータ側油路150から閉回路側油路110)へ向かう作動油の流通を許容し、高圧側油路43aからアキュムレータ160へ向かう作動油の流通を遮断する。第1逆止弁131は、例えばポペットバルブである。
In other words, the
第2逆止弁側油路140には、第2逆止弁141が設けられている。第2逆止弁141は、高圧側油路43a内の油圧(すなわち、閉回路側油路110内の油圧)がアキュムレータ160内の油圧(すなわち、アキュムレータ側油路150内の油圧)よりも高い場合に開弁する。
A
換言すれば、第2逆止弁141は、高圧側油路43aからアキュムレータ160へ向かう作動油の流通を許容し、アキュムレータ160から高圧側油路43aへ向かう作動油の流通を遮断する。第2逆止弁141は、例えばポペットバルブである。
In other words, the
アキュムレータ側油路150の一端は、第1逆止弁側油路130および第2逆止弁側油路140と接続されている。また、アキュムレータ側油路150の他端は、アキュムレータ160と接続されている。
One end of the accumulator
アキュムレータ160は、高圧側油路43a内の高圧の作動油を蓄えるとともに、蓄えた作動油を高圧側油路43aへ供給する機能を有する。アキュムレータ160の構造は一般的なアキュムレータと同様であるので、詳細な説明を省略する。
The
ここで、閉回路側油路110は、本開示の「第1油路」に相当する。また、アキュムレータ側油路150は、本開示の「第2油路」に相当する。また、切替弁120、第1逆止弁側油路130および第2逆止弁側油路140を含む部分が、油路切替装置101である。
Here, the closed circuit
なお、上述の実施の形態では、第1逆止弁側油路130および第2逆止弁側油路140を、アキュムレータ側油路150を介してアキュムレータ160と接続するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、第1逆止弁側油路130における第1逆止弁131よりアキュムレータ160側の油路を直接アキュムレータ160と接続するとともに、第2逆止弁側油路140における第2逆止弁141よりアキュムレータ160側の油路を直接アキュムレータ160と接続するようにしてもよい。この場合、第1逆止弁側油路130における第1逆止弁131よりアキュムレータ160側の油路および第2逆止弁側油路140における第2逆止弁141よりアキュムレータ160側の油路が本開示の「第2油路」に相当する。
In the above-described embodiment, the case where the first check valve
次に、切替弁120の切り替え制御の処理内容の一例について、図4のフローチャートを参照して説明する。なお、図4に示される処理は、車両1の走行中に、所定の周期で繰り返し行われる。
Next, an example of the processing content of the switching control of the switching
まず、ステップS1で、制御装置80は、車両1が被駆動状態か否かを判断する。この判断は、例えばアクセルペダルセンサ81によって検出されたアクセル開度信号を用いた公知の手法により行うことができる。
First, in step S1, the
車両1が被駆動状態である場合(ステップS1:YES)、処理はステップS2へ進む。そして、ステップS2で、制御装置80は、ソレノイド121への通電を実行する。これにより、切替弁120は左位置となる。
When the vehicle 1 is in the driven state (step S1: YES), the process proceeds to step S2. Then, in step S2, the
このとき、有段変速部50が第1伝動状態または第3伝動状態の場合には、第2入出力軸42aが車輪側から駆動されることにより、第2ポンプモータ42がポンプ、第1ポンプモータ41がモータとしてそれぞれ動作する。
At this time, when the stepped
そして、第2ポンプモータ42から高圧側油路43aへ作動油が吐出されることにより、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より高くなると、第2逆止弁141が開弁し、アキュムレータ160への蓄圧が行われる。車輪側から駆動された第2ポンプモータ42が発生した油圧エネルギーの一部はアキュムレータ160に蓄えられ、残部はエンジン10を駆動するのに用いられる。 なお、この際、アキュムレータ160への作動油の流入量を最大とすべく、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42の押し除け容積を制御してエンジン10の駆動を最小限に抑えるようにしてもよい。
Then, when the hydraulic oil is discharged from the
また、有段変速部50が第2伝動状態の場合には、第1入出力軸41aが車輪側から駆動されることにより、第1ポンプモータ41がポンプ、第2ポンプモータ42がモータとしてそれぞれ動作する。そして、第1ポンプモータ41から高圧側油路43aへ作動油が吐出されることにより、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より高くなると、第2逆止弁141が開弁し、アキュムレータ160への蓄圧が行われる。車輪側から駆動された第1ポンプモータ41が発生した油圧エネルギーの一部はアキュムレータ160に蓄えられ、残部はエンジン10を駆動するのに用いられる。 なお、この際、アキュムレータ160への作動油の流入量を最大とすべく、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42の押し除け容積を制御してエンジン10の駆動を最小限に抑えるようにしてもよい。
Further, when the stepped
一方、第1〜第3伝動状態において、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より低くなるような場合には、第2逆止弁141は開弁せず、閉弁状態を維持する。そのため、エンジン10の被駆動状態において、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より低くなるような場合でも、アキュムレータ160に蓄えられた高圧の作動油が高圧側油路43aに供給されることを防止できる。
On the other hand, in the first to third transmission states, when the pressure in the high pressure
フローチャートの説明に戻って、車両1が被駆動状態でない場合(ステップS1:NO)、処理はステップS3へ進む。そして、ステップS3で、制御装置80は、ソレノイド121への通電を実行しない(非通電とする)。これにより、切替弁120は右位置となる。
Returning to the description of the flowchart, if the vehicle 1 is not in the driven state (step S1: NO), the process proceeds to step S3. Then, in step S3, the
これにより、アキュムレータ160内の高圧の作動油を、高圧側油路43aに供給することが可能となる。そのため、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より低い場合に、アキュムレータ160に蓄えられた高圧の作動油を高圧側油路43aに供給することができる。また、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より高い場合には、第1逆止弁131が閉弁するため、高圧側油路43a内の作動油がアキュムレータ160へ流出することを防止できる。そのため、出力軸52で高トルクが必要となり、アキュムレータ圧では不十分となった場合に、第1逆止弁131が自動的に閉弁して、高圧側油路43a内の圧力を高くすることが可能となる。
As a result, the high-pressure hydraulic oil in the
以上説明したように、第1の実施形態によれば、閉回路側油路110とアキュムレータ側油路150との間にアキュムレータ側油路150内の油圧が閉回路側油路110内の油圧より高い場合に開弁する第1逆止弁131を設け、閉回路側油路110とアキュムレータ側油路150との間に第1逆止弁131と並列に、閉回路側油路110内の油圧がアキュムレータ側油路150内の油圧より高い場合に開弁する第2逆止弁141を設け、さらに、閉回路側油路110とアキュムレータ側油路150とを第1逆止弁131を介して接続する第1の状態、および閉回路側油路110とアキュムレータ側油路150とを第2逆止弁141を介して接続する第2の状態を切り替え可能な切替弁120を設けた。
As described above, according to the first embodiment, the oil pressure in the accumulator
そのため、車両1が被駆動状態か否かに応じて切替弁120を切り替えるのみで、高圧側油路43aからアキュムレータ160への蓄圧およびアキュムレータ160から高圧側油路43aへの高圧の作動油の供給を適切なタイミングで行うことができる。特に、高圧側油路内の圧力およびアキュムレータ内の圧力を常に比較し、高圧側油路内の圧力とアキュムレータ内の圧力との大小関係に応じて切替弁を切り替えるのに比べて、切替弁の切り替え操作が煩雑になることを防止できる。
Therefore, only by switching the switching
また、車両1の駆動状態では、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より低い場合に、アキュムレータ160に蓄えられた高圧の作動油を高圧側油路43aに供給することができる。また、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ160内の圧力より高い場合には、第1逆止弁131が閉弁するため、高圧側油路43a内の作動油がアキュムレータ160へ流出することを防止できる。そのため、出力軸52で高トルクが必要となり、アキュムレータ圧では不十分となった場合に、第1逆止弁131が自動的に閉弁して、高圧側油路43a内の圧力を高くすることが可能となる。
Further, in the driving state of the vehicle 1, when the pressure in the high pressure
(第1の実施形態の変形例)
第1の実施形態の変形例について、図5を参照して簡単に説明する。図5には、油路切替装置101aが設けられたエネルギー回生装置100aが記載されている。図5に示す変形例は、第1逆止弁131および第2逆止弁141が切替弁120の内部に設けられた点のみが上述の第1の実施形態と相違する。なお、第1逆止弁131または第2逆止弁141の一方のみを切替弁120の内部に設けるようにしてもよい。
(Variation example of the first embodiment)
A modification of the first embodiment will be briefly described with reference to FIG. FIG. 5 shows an
その他の構成、切替弁120の切り替え制御の内容、作用および効果については、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
Since other configurations, the content, operation and effect of the switching control of the switching
(第2の実施形態)
図6を参照して、第2の実施形態に係る油路切替装置201が設けられたエネルギー回生装置200について説明する。なお、図6では、油圧変速部40において、以下の説明に関係しない部品については符号を付していない。
(Second embodiment)
With reference to FIG. 6, the
エネルギー回生装置200は、閉回路側油路210と、逆止弁220と、ソレノイド230と、アキュムレータ側油路250と、アキュムレータ260とを備える。
The
閉回路側油路210の一端は、高圧側油路43aと接続されている。また、閉回路側油路210の他端は、逆止弁220と接続されている。
One end of the closed circuit
逆止弁220は、弁座221と、弁体222とを備える。アキュムレータ260内の油圧(すなわち、アキュムレータ側油路250内の油圧)が高圧側油路43a内の油圧(すなわち、閉回路側油路210内の油圧)よりも高い場合、弁体222が弁座221から離間し、逆止弁220は開弁する。
The
換言すれば、逆止弁220は、アキュムレータ260から高圧側油路43a(アキュムレータ側油路250から閉回路側油路210)へ向かう作動油の流通を許容し、高圧側油路43aからアキュムレータ260へ向かう作動油の流通を遮断する。逆止弁220は、例えばポペットバルブである。
In other words, the
ソレノイド230は、逆止弁220の開弁状態を維持する機能を有する。弁体222が弁座221から離間した状態で、ソレノイド230へ通電されると、弁体222は、弁座221から離間した状態を維持する。すなわち、逆止弁220が開弁した状態で、ソレノイド230へ通電されると、逆止弁220は、開弁状態を維持する。そして、逆止弁220は、開弁状態を維持している間、アキュムレータ260、高圧側油路43a間の双方向へ向かう作動油の流通を許容する。
The
アキュムレータ側油路250の一端は、逆止弁220と接続されている。また、アキュムレータ側油路250の他端は、アキュムレータ260と接続されている。
One end of the accumulator
アキュムレータ260は、高圧側油路43a内の高圧の作動油を蓄えるとともに、蓄えた作動油を高圧側油路43aへ供給する機能を有する。アキュムレータ260の構造は一般的なアキュムレータと同様であるので、詳細な説明を省略する。
The
ここで、閉回路側油路210は、本開示の「第1油路」に相当する。また、アキュムレータ側油路250は、本開示の「第2油路」に相当する。また、逆止弁220およびソレノイド230が、油路切替装置201である。
Here, the closed circuit
次に、逆止弁220を開弁状態に維持する制御の処理内容の一例について、図7のフローチャートを参照して説明する。なお、図7に示される処理は、車両1の走行中に、アクセルペダルの踏み込みが解除され、車両1が被駆動状態となった場合に行われる。
Next, an example of the processing content of the control for maintaining the
まず、ステップS11で、制御装置80は、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42の少なくともいずれか一方の押し除け容積を制御して、高圧側油路43a内の油圧を調整し、逆止弁220を開弁させる。
First, in step S11, the
続くステップS12で、制御装置80は、ソレノイド230へ通電を行い、逆止弁220の開弁状態を維持させる。
In the following step S12, the
続くステップS13で、制御装置80は、車両1が駆動状態となったか否かを判断する。
In the following step S13, the
車両1が駆動状態となっていない場合(ステップS13:NO)、ステップS13の処理を繰り返す。一方、車両1が駆動状態となった場合(ステップS13:YES)、処理はステップS14へ進む。そして、ステップS14で、制御装置80は、ソレノイド230への通電を停止する。
When the vehicle 1 is not in the driving state (step S13: NO), the process of step S13 is repeated. On the other hand, when the vehicle 1 is in the driving state (step S13: YES), the process proceeds to step S14. Then, in step S14, the
以上説明したように、第2の実施形態によれば、閉回路側油路210とアキュムレータ側油路250との間に、アキュムレータ側油路250内の油圧が閉回路側油路210内の油圧より高い場合に開弁する逆止弁220を設け、逆止弁220を、ソレノイド230により開弁状態に維持可能とした。
As described above, according to the second embodiment, the oil pressure in the accumulator
そのため、車両1の駆動状態では、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ260内の圧力より低い場合に、アキュムレータ260に蓄えられた高圧の作動油を高圧側油路43aに供給することができる。また、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ260内の圧力より高い場合には、逆止弁220が閉弁するため、高圧側油路43a内の作動油がアキュムレータ260へ流出することを防止できる。そのため、出力軸52で高トルクが必要となり、アキュムレータ圧では不十分となった場合に、第1逆止弁231が自動的に閉弁して、高圧側油路43a内の圧力を高くすることが可能となる。
Therefore, in the driving state of the vehicle 1, when the pressure in the high pressure
また、車両1が被駆動状態となった場合には、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42の少なくともいずれか一方を制御して逆止弁220を開弁させた上で、ソレノイド230を用いて逆止弁220の開弁状態を維持することができるため、車両1の被駆動状態においてアキュムレータ260への蓄圧を行うことができる。この場合、車輪側から駆動された第1ポンプモータ41または第2ポンプモータ42が発生した油圧エネルギーの一部はアキュムレータ260に蓄えられ、残部はエンジン10を駆動するのに用いられる。なお、この際、アキュムレータ260への作動油の流入量を最大とすべく、第1ポンプモータ41および第2ポンプモータ42の押し除け容積を制御してエンジン10の駆動を最小限に抑えるようにしてもよい。
When the vehicle 1 is driven, the
(第3の実施形態)
図8を参照して、第3の実施形態に係る油路切替装置301が設けられたエネルギー回生装置300について説明する。なお、第3の実施形態は、第1の実施形態における第2逆止弁側油路140を、油路340に変更した点のみが上述の第1の実施形態と相違する。また、図8では、油圧変速部40において、以下の説明に関係しない部品については符号を付していない。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 8, the
エネルギー回生装置300は、閉回路側油路310と、切替弁320と、第1逆止弁側油路330と、油路340と、アキュムレータ側油路350と、アキュムレータ360とを備える。
The
切替弁320は、電磁作動式のスプールバルブである。切替弁320は、ソレノイド321、第1ポート322、第2ポート323、第3ポート324およびスプリング325を有する。第1ポート322は、上述のとおり、閉回路側油路310と接続されている。第2ポート323は、第1逆止弁側油路330と接続されている。第3ポート324は、油路340と接続されている。
The switching
切替弁320は、スプリング325によって、図8の左方向へ付勢されている。そのため、ソレノイド321への通電が行われない場合、切替弁320は図8に示す右位置となる。この場合、第1ポート322と第2ポート323とが連通し、第3ポート324が閉塞される。
The switching
ソレノイド321へ通電されると、スプールがスプリング325の付勢力に抗して移動し、第1ポート322と第3ポート324とが連通するとともに第2ポート323が閉塞される左位置となる。ソレノイド321への通電/非通電は、制御装置80により制御される。
When the
第1逆止弁側油路330には、第1逆止弁331が設けられている。第1逆止弁331は、アキュムレータ360内の油圧(すなわち、アキュムレータ側油路350内の油圧)が高圧側油路43a内の油圧(すなわち、閉回路側油路310内の油圧)よりも高い場合に開弁する。
The first check valve
換言すれば、第1逆止弁331は、アキュムレータ360から高圧側油路43a(アキュムレータ側油路350から閉回路側油路310)へ向かう作動油の流通を許容し、高圧側油路43aからアキュムレータ360へ向かう作動油の流通を遮断する。第1逆止弁331は、例えばポペットバルブである。
In other words, the
アキュムレータ側油路350の一端は、第1逆止弁側油路330および油路340と接続されている。また、アキュムレータ側油路350の他端は、アキュムレータ360と接続されている。
One end of the accumulator
アキュムレータ360は、高圧側油路43a内の高圧の作動油を蓄えるとともに、蓄えた作動油を高圧側油路43aへ供給する機能を有する。アキュムレータ360の構造は一般的なアキュムレータと同様であるので、詳細な説明を省略する。
The
ここで、閉回路側油路310は、本開示の「第1油路」に相当する。また、アキュムレータ側油路350は、本開示の「第2油路」に相当する。また、油路340は、本開示の「第3油路」に相当する。また、切替弁320、第1逆止弁側油路330および油路340を含む部分が、油路切替装置301である。
Here, the closed circuit
なお、上述の実施の形態では、第1逆止弁側油路330および油路340を、アキュムレータ側油路350を介してアキュムレータ360と接続するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、第1逆止弁側油路330における第1逆止弁331よりアキュムレータ360側の油路を直接アキュムレータ360と接続するとともに、油路340を直接アキュムレータ360と接続するようにしてもよい。この場合、第1逆止弁側油路330における第1逆止弁331よりアキュムレータ360側の油路および油路340におけるアキュムレータ360側の部分が本開示の「第2油路」に相当する。
In the above-described embodiment, the case where the first check valve
なお、第3の実施形態における、切替弁320の切り替え制御の処理内容については、第1の実施形態における切替弁120の切り替え制御の処理内容と同様であるため、説明を省略する。
Since the processing content of the switching control of the switching
以上説明したように、第3の実施形態によれば、閉回路側油路310とアキュムレータ側油路350との間にアキュムレータ側油路350内の油圧が閉回路側油路310内の油圧より高い場合に開弁する第1逆止弁331を設け、閉回路側油路310とアキュムレータ側油路350との間に第1逆止弁331と並列に、油路340を設け、さらに、閉回路側油路310とアキュムレータ側油路350とを第1逆止弁331を介して接続する第1の状態、および閉回路側油路310とアキュムレータ側油路350とを油路340を介して接続する第2の状態を切り替え可能な切替弁320を設けた。
As described above, according to the third embodiment, the oil pressure in the accumulator
そのため、車両1が被駆動状態か否かに応じて切替弁320を切り替えるのみで、高圧側油路43aからアキュムレータ360への蓄圧およびアキュムレータ360から高圧側油路43aへの高圧の作動油の供給を適切なタイミングで行うことができる。特に、高圧側油路内の圧力およびアキュムレータ内の圧力を常に比較し、高圧側油路内の圧力とアキュムレータ内の圧力との大小関係に応じて切替弁を切り替えるのに比べて、切替弁の切り替え操作が煩雑になることを防止できる。
Therefore, only by switching the switching
また、車両1の駆動状態では、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ360内の圧力より低い場合に、アキュムレータ360に蓄えられた高圧の作動油を高圧側油路43aに供給することができる。また、高圧側油路43a内の圧力がアキュムレータ360内の圧力より高い場合には、第1逆止弁331が閉弁するため、高圧側油路43a内の作動油がアキュムレータ360へ流出することを防止できる。そのため、出力軸52で高トルクが必要となり、アキュムレータ圧では不十分となった場合に、第1逆止弁231が自動的に閉弁して、高圧側油路43a内の圧力を高くすることが可能となる。
Further, in the driving state of the vehicle 1, when the pressure in the high pressure
(第3の実施形態の変形例)
第3の実施形態の変形例について、図9を参照して簡単に説明する。図9には、油路切替装置301aが設けられたエネルギー回生装置300aが記載されている。図9に示す変形例は、第1逆止弁331が切替弁320の内部に設けられた点のみが上述の第3の実施形態と相違する。その他の構成、切替弁320の切り替え制御の内容、作用および効果については、第3の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
(Variation example of the third embodiment)
A modified example of the third embodiment will be briefly described with reference to FIG. FIG. 9 shows an
以上説明したように、本開示に係る油路切替装置は、油圧ポンプおよび油圧モータを接続した閉回路における高圧側油路と接続される第1油路と、アキュムレータと接続される第2油路との間に設けられ、作動油の上記第2油路から上記第1油路へ向かう流れのみを許容する第1の状態と、少なくとも上記第1油路から上記第2油路へ向かう流れを許容する第2の状態と、に切り替え可能に構成されている。 As described above, the oil passage switching device according to the present disclosure includes a first oil passage connected to a high-pressure side oil passage in a closed circuit connecting a hydraulic pump and a hydraulic motor, and a second oil passage connected to an accumulator. A first state provided between the above and allowing only the flow of hydraulic oil from the second oil passage to the first oil passage, and at least the flow from the first oil passage to the second oil passage. It is configured to be switchable between the allowable second state and.
また、本開示に係るエネルギー回生装置は、上記第1油路と、上記第2油路と、上記アキュムレータと、上記油路切替装置と、を備える。 Further, the energy regeneration device according to the present disclosure includes the first oil passage, the second oil passage, the accumulator, and the oil passage switching device.
また、本開示に係る変速機は、差動機構で2つに分割された駆動源からの動力の一方が入力される一方の可変容量型ポンプモータおよび他方が入力される他方の可変容量型ポンプモータを閉回路で接続し、上記油路切替装置を有する油圧変速部と、上記一方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を複数の変速比に変速して出力軸へ出力可能な第1の係合機構、および上記他方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を上記複数の変速比とは異なる変速比で上記出力軸へ出力可能な第2の係合機構、を有する有段変速部と、を備える。 Further, the transmission according to the present disclosure includes one variable capacity pump motor to which one of the powers from the drive source divided into two by the differential mechanism is input and the other variable capacity pump to which the other is input. The motor is connected by a closed circuit, and the power of the hydraulic transmission unit having the oil passage switching device and the input / output shaft of one of the variable displacement pump motors can be changed to a plurality of gear ratios and output to the output shaft. It has one engaging mechanism and a second engaging mechanism capable of outputting the power of the input / output shaft of the other variable displacement pump motor to the output shaft at a gear ratio different from the plurality of gear ratios. It is equipped with a speed change unit.
そのため、操作を煩雑にすることなく、車輪の回転エネルギーを油圧エネルギーに回生することができる。 Therefore, the rotational energy of the wheel can be regenerated into the hydraulic energy without complicating the operation.
なお、上述の各実施形態および各変形例では、第1ポンプモータまたは第2ポンプモータを選択的に出力軸と接続するHMTを例に説明を行ったが、これに限定されない。本開示に係る油路切替装置は、油圧ポンプと油圧モータとを閉回路で接続する油圧変速部を備える各種HMT、各種HSTに適用することができる。 In each of the above-described embodiments and modifications, an HMT that selectively connects the first pump motor or the second pump motor to the output shaft has been described as an example, but the description is not limited thereto. The oil passage switching device according to the present disclosure can be applied to various HMTs and various HSTs including a hydraulic transmission unit that connects a hydraulic pump and a hydraulic motor with a closed circuit.
本開示に係る油路切替装置、エネルギー回生装置および変速機は、トラック等、燃料消費量の低減が求められる車両に好適に用いられる。 The oil passage switching device, the energy regenerating device, and the transmission according to the present disclosure are suitably used for vehicles such as trucks, which are required to reduce fuel consumption.
1 車両
2 変速機
10 駆動源(エンジン)
11 出力軸
20 ダンパ
21 入力側部材
22 出力側部材
23 弾性連結部材
30 差動機構
31 入力軸
32 ベベルギヤ
33 第1差動出力ギヤ
34 第2差動出力ギヤ
35 差動出力軸
36 第1ギヤ
37 第2ギヤ
40 油圧変速部
41 第1ポンプモータ
41a 第1入出力軸
41b 第1入力ハブ
41c 第1入力ギヤ
41d 入力クラッチギヤ
42 第2ポンプモータ
42a 第2入出力軸
42b 第2入力ハブ
42c 第2入力ギヤ
43 閉回路
43a 高圧側油路
43b 低圧側油路
50 有段変速部
51 副軸
51a 第1副ギヤ
51b 第2副ギヤ
52 出力軸
52a 出力ハブ
52b 第1出力ギヤ
52c 第2出力ギヤ
52d 出力クラッチギヤ
61 プロペラシャフト
62 デファレンシャル
63 ドライブシャフト
64 駆動輪
71 第1連結機構
72 第1スリーブ
73 第2連結機構
74 第2スリーブ
80 制御装置
100、100a、200、300、300a エネルギー回生装置
101、101a、201、301、301a 油路切替装置
110、210、310 閉回路側油路
120、320 切替弁
121、230、321 ソレノイド
122、322 第1ポート
123、323 第2ポート
124、324 第3ポート
125、325 スプリング
130、330 第1逆止弁側油路
131、331 第1逆止弁
140 第2逆止弁側油路
141 第2逆止弁
150、250、350 アキュムレータ側油路
160、260、360 アキュムレータ
220 逆止弁
221 弁座
222 弁体
340 油路
1 Vehicle 2
11 Output shaft 20 Damper 21 Input side member 22 Output side member 23 Elastic coupling member 30 Differential mechanism 31 Input shaft 32 Bevel gear 33 1st differential output gear 34 2nd differential output gear 35 Differential output shaft 36 1st gear 37 2nd gear 40 Hydraulic transmission 41 1st pump motor 41a 1st input / output shaft 41b 1st input hub 41c 1st input gear 41d Input clutch gear 42 2nd pump motor 42a 2nd input / output shaft 42b 2nd input hub 42c 2 Input gear 43 Closed circuit 43a High pressure side oil passage 43b Low pressure side oil passage 50 Stepped transmission section 51 Sub shaft 51a 1st sub gear 51b 2nd sub gear 52 Output shaft 52a Output hub 52b 1st output gear 52c 2nd output gear 52d Output clutch gear 61 Propeller shaft 62 Differential 63 Drive shaft 64 Drive wheel 71 1st connection mechanism 72 1st sleeve 73 2nd connection mechanism 74 2nd sleeve 80 Control device 100, 100a, 200, 300, 300a Energy regeneration device 101, 101a, 201, 301, 301a Oil passage switching device 110, 210, 310 Closed circuit side oil passage 120, 320 Switching valve 121, 230, 321 solenoid 122, 322 1st port 123, 323 2nd port 124, 324 3rd port 125, 325 Spring 130, 330 1st check valve side oil passage 131, 331 1st check valve 140 2nd check valve side oil passage 141 2nd check valve 150, 250, 350 Accumulator side oil passage 160, 260 360 Accumulator 220 Check valve 221 Valve seat 222 Valve body 340 Oil passage
Claims (3)
前記逆止弁を開弁状態に維持可能なアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータにより前記逆止弁が開弁状態に維持されていない状態であって、作動油の前記第2油路から前記第1油路へ向かう流れのみを許容する第1の状態と、前記アクチュエータにより前記逆止弁が開弁状態に維持されている状態であって、少なくとも前記第1油路から前記第2油路へ向かう流れを許容する第2の状態と、に切り替え可能に構成されている、油路切替装置。 A first oil passage connected to a high-pressure side oil passage in a closed circuit connecting a hydraulic pump and a hydraulic motor is provided between a second oil passage connected to an accumulator, and the oil pressure in the second oil passage is increased. A check valve that opens when the oil pressure in the first oil passage is higher than that of the first oil passage.
The check valve is provided with an actuator capable of maintaining the valve open state.
A first state in which the check valve is not maintained in the valve open state by the actuator and only the flow of hydraulic oil from the second oil passage to the first oil passage is allowed, and the actuator. The check valve is maintained in an open state and can be switched to at least a second state that allows a flow from the first oil passage to the second oil passage. There is an oil passage switching device.
前記第2油路と、
前記アキュムレータと、
請求項1に記載の油路切替装置と、を備える、
エネルギー回生装置。 The first oil passage and
With the second oil passage
With the accumulator
The oil passage switching device according to claim 1 is provided.
Energy regenerative device.
前記一方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を複数の変速比に変速して出力軸へ出力可能な第1の係合機構、および前記他方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を前記複数の変速比とは異なる変速比で前記出力軸へ出力可能な第2の係合機構、を有する有段変速部と、を備え、
前記油圧変速部は、請求項2に記載のエネルギー回生装置を備える、
変速機。 A flood control unit that connects one variable-capacity pump motor to which one of the power from the drive source divided into two by the differential mechanism is input and the other variable-capacity pump motor to which the other is input by a closed circuit. When,
The first engaging mechanism capable of shifting the power of the input / output shaft of one variable capacity pump motor to a plurality of gear ratios and outputting it to the output shaft, and the input / output shaft of the other variable capacity pump motor. A stepped transmission unit having a second engaging mechanism capable of outputting power to the output shaft at a gear ratio different from the plurality of gear ratios.
The hydraulic transmission unit includes the energy regeneration device according to claim 2.
transmission.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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