JP5306361B2 - 液圧式ピストン機械のストロークボリューム調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に詳細に定義する方式の液圧式ピストン機械のストロークボリューム調整装置に関する。

液圧式ピストン機械は、トランスミッションの減速比を無段階に変更するために、例えば液圧式機械式出力分岐型トランスミッションにおいて液圧式出力分岐機構の為に使用される。このため液圧式ピストン機械は、それを使ってピストン機械のストロークボリュームを調整することができる調整装置を必要とする。

特許文献１は、これらによってピストン機械が無段階に調整可能である液圧式ピストン機械と調整装置を有する無段階の液圧式機械式出力分岐型トランスミッションを開示する。調整装置は、これによりピストン機械が駆動される制御機関を備えている。システムを過負荷から保護するために、調整装置は、高圧制限バルブを備えている。この高圧制限バルブによって最大圧力を制限することが可能である。高圧制限バルブの作動により、エネルギーは熱へと変えられる。この熱は冷却機構によって放出されなければならない。

独国特許出願公開明細書 ＤＥ ４２ ０６ ０２３ Ａ１

本発明の課題は、簡単に構成され、かつシステムを過熱されることから保護する、液圧式ピストン機械のストロークボリューム調整装置を完成させることである。

この課題は、主請求項に記載の特徴も備えている様式の調整装置によって解決される。

調整装置は、第一および第二のピストン機械を備えており、その際、ピストン機械は斜軸構造で製造されている。斜軸構造のピストン機械はその効率が大変よい点で際立っている。両ピストン機械は互いに隣接して配置されており、一つの共通の部材、いわゆるヨークを備えている。これを使って両ピストン機械は、そのストロークボリュームを共通して調整することが可能である。ピストン機械は、作動管路を有しており、この作動管路を介して両ピストン機械は互いに接続されている。これによってピストン機械はいわゆる閉じた回路を形成している。ピストン機械のストロークボリュームを調整するための共通の部材は、共通の部材の第一の位置においては、第一の液圧式ピストン機械が小さいかまたはゼロのストロークボリュームに調整され、第二の液圧式ピストン機械が大きいかまたは最大のストロークボリュームに調整されるよう配置されている。第一の液圧式ピストン機械は、例えばポンプとして作動し、圧力媒体を第二のピストン機械へと送る。第二のピストン機械はこの運転状態ではモーターとして作動する。他の運転状態では第二のピストン機会はポンプとして作動し、第一のピストン機械はモーターとして作動する。共通の部材がその第一の位置から第二の位置の方向へ調整されると、第一のピストン機械、例えばポンプのストロークボリュームは大きくなり、かつ同時に第二のピストン機械、例えばモーターのストロークボリュームは小さくなる。共通の部材の第二の位置での運転状態において、第一のピストン機械は自身の最大ストロークボリュームを有し、よってポンプとしてのこの運転状態で最大の体積流量を搬送する、そして第二のピストン機械はその最小のストロークボリュームを有し、よってモーターとしてのこの運転状態で高い被動回転数を生じる。共通の部材は、調整のための手段、例えば液圧式シリンダーによって、第一の位置から第二の位置へ、または第二の位置から第一の位置へ調整可能である。これによって例えば車両のドライバーは、ドライバーの希望を、手動設定のための装置、例えば機械式または電気式にバルブを駆動する走行ペダルを介して共通の部材の調整のための手段へと伝えることができる。これによって共通の部材は、ドライバーの希望に依存して、よって手動設定のための装置の操作に依存して調整される。ドライバーが、第二のピストン機械の高い被動回転数を望む場合、共通の部材は第二の位置の方向へと調整される。ドライバーが低い被動回転数を望む場合、共通の部材は第一の位置の方向へと調整される。走行抵抗が増加した場合、第一および第二のピストン機械の間での許容圧力が超過される可能性がある。

発明に従い、共通の部材は、先に定義した圧力レベルが超過された場合、第一の位置の方向へ調整され、これによって第一のピストン機械、例えばポンプが、小さなストロークボリュームの方向へ調整され、かつ第二のピストン機械、例えばモーターが大きなストロークボリュームの方へ調整され、これによって作動管路内の圧力は低下する。この、先に定義された圧力レベルは、高圧制限バルブが開く最大許容圧力レベルの下にあり、これによってシステムが過熱されることは回避される、というのはエネルギーが高圧制限バルブを介して熱に変換されないからである。

本発明の別の実施形では、別の手動設定のための装置を介して、さらに低い最大圧力レベルを事前定義する可能性が存在する。これによって共通の部材は、より低い圧力レベルですでに第一の位置へと調整される。これによって、最大許容圧力に無段階に影響を及ぼすことが可能となる。シリンダーのロッドサイドの高圧によってその出発位置に調整され、およびこの出発位置でその第一の位置にある共通の部材と接続されている、二重に作用する液圧式シリンダーを使用する場合、この液圧式シリンダーのボトムサイドを圧力源の圧力で加圧することによって、共通の部材を第一の位置から第二の位置へ動かす可能性が存在する。液圧式シリンダーのボトムサイドを圧力媒体リザーバーと接続する場合、共通の部材は第一の位置の方向へと戻って動かされる。手動設定のための装置は、ドライバーの希望に応じて圧力媒体シリンダーを圧力媒体源または圧力媒体リザーバーと接続し、そのようにして共通の部材の位置を決定する別のバルブを備えることが可能である。これによってピストン機械の被動回転数が定められる。

したがって、手動設定のための装置を介して共通の部材を回転数制御の意味で駆動し、別の手動設定のための装置を介して、共通の部材を第一の位置の方向へ調整することにより、圧力レベルの制御を行うことが可能である。

この際、共通の部材はセンサーと接続されているので、電子制御ユニットは共通の部材の位置を検出することができ、および少なくとも一つのセンサーが作動管路または液圧式ユニット内の圧力を検出し、そして電子制御ユニットがこの圧力と共通の部材の位置から、手動設定のための装置に依存して、共通の部材の調整装置を駆動することができる。

シリンダーを高圧で加圧することにより、大きな面積のシリンダーを使用することなく、大きな位置調整力を共通の部材に発生させることができる。

別の特徴は図の記載から取り出すことも可能である。

調整装置の液圧ダイアグラム 液圧式機械式出力分岐型トランスミッションのトランスミッションダイアグラム

図１。調整装置は、例えばポンプとしての運転状態で作動する斜軸構造の第一のピストン機械１と、例えばモーターとしての運転状態で作動する斜軸構造の第二のピストン機械を備える。第一のピストン機械１と第二のピストン機械２は作動管路３を介して互いに接続されている。第一のピストン機械１と第二のピストン機械２のストロークボリュームは、共通の部材４を介して調整される。二重に作用する液圧式シリンダー５が共通の部材４と接続されている。シリンダー５は、そのロッドサイド３４で管路１６と接続されており、これのため、ロッドサイド３４の圧力による力が、ボトムサイド３３の圧力による力より勝っているときは、シリンダー５が高圧でもってその出発位置へと調整可能である。液圧式シリンダー５がロッドサイドのみ加圧されている状態では、第一のピストン機械は、ストロークボリューム無しに調整され、つまり第一のピストン機械１は動かされ、それによって圧力媒体を搬送しない。第二のピストン機械２は、シリンダー５がロッドサイドのみ加圧されている状態では、最大のストロークボリュームに調整される。圧力媒体源６は圧力媒体を圧力媒体リザーバー７から管路８内へ搬送する。ボトムサイドで圧力がかかっていない液圧式シリンダー５において、共通の部材４が、その第一の位置から第二の位置へと調整されなければならない場合、手動設定のための装置１０のバルブ９が駆動され、圧力媒体が管路８から管路１１へと流れ込む。バルブ１２が自身の通常位置に無い場合、圧力媒体は管路３２から管路１３を介して液圧式シリンダー５のボトムサイド３３へと至り、共通の部材４を第二の位置へと調整する、これによって第一のピストン機械１のストロークボリュームは大きくなり、第二のピストン機械１のストロークボリュームは小さくなり、そして圧力媒体は作動管路３を介して第一のピストン機械１から第二のピストン機械２へと送られる。管路１１内が、圧力がかかっていない状態では、バルブ１２は調整可能なスプリング１４を介してその通常位置に保持される。作動管路３内の高圧は、シャトルバルブ１５を介し管路１６を介して圧力センサー１７に至る。圧力センサー１７は、電子制御装置１９と接続された状態にあり、バルブ９を駆動するので、圧力制限バルブ１８の開弁レベルの下方でバルブ１２がその通常位置に駆動され、これによって管路１３の圧力媒体がもはや液圧式シリンダー５に至らずかつ液圧式シリンダー５のボトムサイド３３が圧力媒体リザーバー７と接続され、これによって共通の部材４が第一の位置の方向へ調整され、これによって作動管路３の圧力が再び沈む。バルブ１２を圧力制限バルブ１８の開弁レベルの下方に駆動することによって、圧力制限バルブ１８は閉じられたままとなり、これによって駆動部分は過熱から保護される。作動管路３内の圧力が再び下がると、バルブ１２はその出発位置から再び外へ導かれ、管路１３の圧力媒体は、再び液圧式シリンダー５に達する。センサー３６が共通の部材４と接続されているので、その位置が感知されることが可能であり、制御線２３を介して制御装置１９に伝達される。センサー３６は、非接触の回転角度センサーとしてか、またはストロークセンサーとして形成可能である。電子制御ユニット１９には、一方では走行ペダル２０からの速度要求が、他方では別の手動設定のための装置２２からのトルク要求が知らせられている。手動設定ための別の装置２２の設定に応じて、作動管路３内の望まれる圧力レベルが調整され、これによって、センサー３６によるストロークボリュームの情報（Ｋｅｎｎｔｎｉｓ）と、センサー１６による圧力レベルの情報と関連して、電子制御ユニット１９が望まれる駆動出力を調整することが可能である。例えば、最大牽引力が制限されることが可能であり、それが超過されることで共通の部材４は戻って調整される。走行ペダル２０による回転数設定と関連して、電子制御ユニット１９は無段階の出力調整を行うことができる。このため電子制御ユニット１９は、制御線２１を介してバルブ９を駆動し、このバルブがバルブ３７とバルブ１２を介して、液圧式シリンダー５よってそのため共通の部材４を駆動する。バルブ９が、圧力媒体源７の圧力を直接処理することができるよう設計されているときは、バルブ３７とバルブ３８は省略可能である。高圧の、この無段階の制限によって、車両モービル内で調整装置を使用する際に、無段階の牽引力調整を達成することができる。手動設定のための装置１０によって、電子制御装置１９およびセンサー３６と関連し、無段階の速度調整を達成することができる。センサー１７によって無段階の速度調整と、無段階の牽引力調整が組み合わされる場合、車両の出力の無段階の調整が可能となる。

図２。液圧式機械式出力分岐型トランスミッションは、図１に記載される方式の第一のピストン機械１および第二のピストン機械２を備え、これらは共通の部材４を介して調整可能である。被動部分２５は、前進走行のためのクラッチ２６を介してまたは後進走行のためのクラッチ２７を介して駆動部分２８と接続可能である。走行領域は、クラッチ２９およびクラッチ３０を介して切り替えることができる。集積トランスミッション３１は機械式および液圧式出力分岐機構を集積している。

１ 第一のピストン機械
２ 第二のピストン機械
３ 作動管路
４ 共通の部材
５ 液圧式シリンダー
６ 圧力媒体源
７ 圧力媒体リザーバー
８ 管路
９ バルブ
１０ 手動設定のための装置
１１ 管路
１２ バルブ
１３ 管路
１４ スプリング
１５ シャトルバルブ
１６ 管路
１７ 圧力センサー
１８ 圧力制限バルブ
１９ 電子制御ユニット
２０ 走行ペダル
２１ 制御線
２２ 別の手動設定のための装置
２３ 制御線
２４ 制御線
２５ 被動部分
２６ 前進走行のためのクラッチ
２７ 後進走行のためのクラッチ
２８ 駆動部分
２９ クラッチ
３０ クラッチ
３１ 集積トランスミッション
３２ 管路
３３ ボトムサイド
３４ ロッドサイド
３５ バルブ
３６ センサー
３７ バルブ
３８ バルブ

Claims (8)

1. 斜軸構造の液圧式ピストン機械のストロークボリューム調整装置であって、第一のピストン機械（１）が第二のピストン機械（２）に隣接して配置されているものにおいて、
   両ピストン機械が作動管路（３）を備えており、この作動管路を介して両ピストン機械が液圧によって互いに接続され、かつピストン機械が調整可能な軸を備えており、この調整可能な軸が、共通の部材（４）が動くことにより調整可能な軸がともに調整されるよう、共通の部材（４）を介して接続されており、
   その際、共通の部材（４）を調整するための手段（５）によって、共通の部材（４）の第一の位置においては、第一の液圧式ピストン機械（１）が小さいまたはゼロのストロークボリュームに調整されおよび第二の液圧式ピストン（２）が大きいまたは最大のストロークボリュームに調整され、および共通の部材（４）の第二の位置においては、第一のピストン機械（１）が大きいまたは最大のストロークボリュームに調整されおよび第二のピストン機械（２）が小さいまたは最小のストロークボリュームに調整され、
   その際、共通の部材（４）が回転数設定に依存し、設定に応じて、第一の位置の方向または第二の位置の方向へ調整可能であり、および、作動管路（３）のうちの一つの中の先に定義された圧力が超過された場合は、共通の部材（４）が、回転数設定に依存せずに、第一の位置の方向へ調整可能であること、
   電子制御ユニット（１９）が、共通の部材の位置に依存して、および作動管路内の圧力に依存して、および回転数設定に依存して、共通の部材の調整装置を駆動することを特徴とする調整装置。
2. 別の手動設定のための装置（２２）が存在しており、この装置を使って共通の部材（４）が、別の装置（２２）の操作の際に、作動管路（３）内の圧力に依存しかつ別の手動の設定（２２）の操作に依存して、第一の位置の方向へ調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
3. 共通の部材を調整するための手段（５）が、二重に作用する液圧式シリンダーとして形成されており、この液圧式シリンダーが、ロッドサイドの圧力であるその通常位置においては、共通の部材（４）を第一の位置に保持し、およびボトムサイド（３３）の圧力加圧の際には、共通の部材（４）を第二の位置の方向へ調整することを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
4. 共通の部材が位置取得のためのセンサーと接続されていることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
5. 作動管路（３）内の圧力が、圧力センサー（１７）によって検出されることを特徴とする請求項４に記載の調整装置。
6. 電子制御ユニット（１９）が、作動管路（３）内の先に定義された圧力の上方で、共通の部材を通常位置の方へ調整することを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
7. 第一のピストン機械（１）および第二のピストン機械（２）が、無段階の出力調整という意味で駆動されることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
8. 第一のピストン機械（１）および第二のピストン機械（２）が、液圧式および機械式の分岐機構を有する液圧式機械式出力分岐型トランスミッション内に配置され、その際液圧式分岐機構が第一のピストン機械（１）および第二のピストン機械（２）と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。

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