(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の油圧駆動装置において、
回転可能な駆動シャフトを備える原動機と、
調整可能な車両制御部材と、
作動油の貯蔵量を維持する貯蔵部と、
作動回路であって、
各々が、車両の少なくとも１つの車輪に駆動可能に接続されるとともに、第１及び第２流体ポートを有する複数の流体モータ、
前記複数の流体モータの各々の前記第１流体ポートに流体的に接続されるとともに、主作動圧力ラインを有する第１作動導管系、
前記複数の流体モータの各々の前記第２流体ポートに流体的に接続されるとともに、作動回路内で共通の補助作動圧力ラインに終端する第２作動導管系、並びに
前記複数の流体モータと前記主作動圧力ライン及び前記補助作動圧力ラインの少なくとも一方との間に介在し、作動位置で、該複数の流体モータの少なくとも１つと該主作動圧力ライン及び該補助作動圧力ラインの少なくとも一方との間に流体流通を確立し、隔離位置で、該複数の流体モータと該主作動圧力ライン及び該補助作動圧力ラインの少なくとも一方との間の該流体流通を遮断するモータ制御弁手段、
を備える作動回路と、
加圧回路であって、
前記原動機の前記駆動シャフトに駆動可能に接続され、前記貯蔵部に流体流通する入口と、出口とを有するポンプ、
前記ポンプの前記出口に流体流通するアキュムレータ、
前記アキュムレータに流体流通するとともに、該アキュムレータの下流に位置する終端部分を有する主圧力供給ライン、及び
前記アキュムレータの下流で前記主圧力供給ラインに配置され、前記調整可能な車両制御部材に連結されて、該調整可能な車両制御部材の選択的移動により開度が変化するようになっている調整可能な流量制御弁、
を備える加圧回路と、
前記主圧力供給ラインと前記主作動圧力ラインと前記補助作動圧力ラインと前記貯蔵部との間に接続され、前記作動回路と前記加圧回路との間の作動油の流れを制御する流れ方向制御弁手段と、
前記作動位置と前記隔離位置との間で前記モータ制御弁手段を移動させるシフト手段と、
前記主圧力供給ラインの作動圧力を検出する感圧リレースイッチと、
前記感圧リレースイッチが検出した該作動圧力に応じて前記原動機の動作速度を制御する調整ユニットであって、該作動圧力を所定の許容圧力範囲と比較し、該作動圧力が該許容圧力範囲内にあるときは、前記原動機を遊転させ、該作動圧力が該許容圧力範囲外にあるときは、該原動機の該動作速度を所定の高速度まで上昇させるようにして、該作動圧力のみに基づいて該原動機の該動作速度を制御する調整ユニットと、
を具備することを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
前記貯蔵部と前記複数の流体モータの１つずつとの間に介在する逆止弁ユニットをさらに具備する、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記流れ方向制御弁手段は多位置弁からなり、該多位置弁が、前記主圧力供給ラインを前記主作動圧力ラインに接続するとともに前記補助作動圧力ラインを前記貯蔵部に接続する第１位置と、前記作動回路を前記主圧力供給ラインから隔離する第２位置と、前記補助圧力供給ラインと前記主作動圧力ラインとを相互接続するとともに、該主作動ラインと該貯蔵部とを流体的に接続する第３位置とを備える、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
前記流れ方向制御弁手段を位置決めするための、運転者が制御可能なシフトレバーをさらに具備する、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項５】
前記シフト手段は、前記調整可能な流量制御弁の下流の動作圧力を検出する第２の感圧リレースイッチを備え、該第２の感圧リレースイッチがその検出圧力に応じて前記モータ制御弁手段を移動させる、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項６】
前記加圧回路は、前記貯蔵部と前記流れ方向制御弁手段との間に接続される戻しラインと、該戻しラインに配置され、車両の制動中に該戻しラインを前記主圧力供給ラインに接続する流れ再指向弁と、前記主圧力供給ラインと該流れ再指向弁との間に接続される補助圧力供給ラインとをさらに備える、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項７】
前記加圧回路は、前記ポンプと前記アキュムレータとの間にある前記加圧回路の一部分を前記貯蔵部に直接接続するバイパスループと、該バイパスループに配置され、該バイパスループを通る作動油の流れを選択的に許可するとともに該バイパスループを通る作動油の該流れを阻止するように変位可能なバイパス弁とをさらに備える、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項８】
前記複数の流体モータのうち所要数の流体モータを、選択可能かつ強制的に動作状態に維持するための、運転者制御式の装置無効化手段をさらに具備する、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項９】
前記複数の流体モータは、前記第１作動導管系及び前記第２作動導管系に関して互いに並列に配置される、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項１０】
前記複数の流体モータの少なくとも２つは、共通出力シャフトに駆動可能に接続され、該共通出力シャフトが車両の少なくとも１つの車輪に駆動可能に接続される、請求項９に記載の油圧駆動装置。
【請求項１１】
前記複数の流体モータの第１の組は、駆動力を車両の前輪組に伝達するのに用いられる第１共通出力シャフトに駆動可能に接続され、前記複数の流体モータの第２の組は、駆動力を車両の後輪組に伝達するのに用いられる第２共通出力シャフトに駆動可能に接続される、請求項１０に記載の油圧駆動装置。
【請求項１２】
前記複数の流体モータの１組は、車両の所定の車輪に個別に駆動可能に接続される、請求項１０に記載の油圧駆動装置。
【請求項１３】
複数の車輪のそれぞれに付設される複数の流体モータによって駆動される車両の操作方法において、
原動機によりポンプを駆動して作動圧力を生成し、
生成された作動圧力をアキュムレータに貯蔵し、
前記生成された作動圧力の流れを、３段以上の前進運転レンジを含む複数の運転レンジのうちの第１運転レンジで前記複数の流体モータの各々に供給し、
複数の車輪のそれぞれの駆動に使用される前記複数の流体モータの個数を連続的に減少することによって、複数のさらに高い運転レンジへ漸進的にシフトし、
前記複数の流体モータのうち１つの流体モータだけが車両を駆動するときに、最も高い運転レンジに到達させ、
前記作動圧力を検出して所定の許容圧力範囲と比較し、該作動圧力が該許容圧力範囲内にあるときは、前記原動機を遊転させ、該作動圧力が該許容圧力範囲外にあるときは、該原動機の動作速度を所定の高速度まで上昇させるようにして、該作動圧力のみに基づいて該原動機の該動作速度を制御すること、
を特徴とする車両操作方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
１．発明の属する技術分野
本発明は車両技術に関し、更に詳しくは車両用油圧駆動装置に関する。
２．従来技術の説明
車両用の油圧駆動装置は技術的に知られている。高トルク／低速度環境で動作する土木作業用車両や他の重機械で使用される油圧駆動装置は最も有名である。しかし、そうした駆動装置を乗用車に組み入れることも従来提案されてきた。
車両用の新たな駆動装置を設計する際、その駆動装置に関連するコストに対する効率上の利点を慎重に考慮する必要がある。こうした考慮から、油圧駆動装置の初期の試行は、一般に従来の駆動トレインと油圧動力装置とを組合せることに集中していた。更に明確に言えば、内燃機関と伝達装置とを保持して、その出力により、油圧動力装置に必要な流体を供給するポンプを駆動するのである。こうした構成の大きな利点は、車両の運転者から見て駆動特性は本質的に変わらないから、車両が市場に容易に適応できる点である。不都合なことに、この種の車両に関連するコストは、従来の内燃機関駆動式の車両より遥かに高価となり、それ故にこれら油圧駆動式の車両は商業的成功に至らなかった。
他の公知の装置構造は、従来の伝達装置の必要性を省き、単純に内燃機関が、装置への作動油供給に使用するポンプを直接駆動できるようにしたものである。これら公知の装置では、運転者が従来の加速装置又は絞り部材を制御して、機関の動作速度を調整しており、一般に機関は、感知した装置圧力に依存して系統的に始動及び停止を行っている。これら公知の装置の問題点は、それらが容易には市場に適応できず、内燃機関（又は対応寸法の電動機）が大きい（馬力定格で従来の車両用機関と略同等）ことからすればむしろ高価で、その他の駆動トレインに較べて効率的でないことである。
発明の要約
本発明の基本目的は、ユーザにとって馴染みやすく、使用に当たってユーザは新たに訓練を必要とせず、また動作効率に関しても潜在的な代用装置を凌ぐような、車両用の油圧駆動装置を提供することである。また、乗用車に適用した場合、本装置は加速、速度、取り扱い、動作騒音、信頼性及びコストに関して現行の基準を満たすかそれを越えており、現在の走行距離標準を延ばし、有害な排気物を大幅に低減する。
これらの目的は、圧力の代わりに体積に概略基づく設計による油圧駆動装置を開発することによって達成される。本発明によれば、複数の駆動ユニットは車両の車輪に駆動可能に接続され、トルクに関する要求はポンプから流体を受ける駆動ユニットの個数を増減することによって満足される。この構成によって、装置圧力はその許容範囲を維持することだけが必要となる。装置圧力は電源又は原動機を用いたポンプ駆動によって生成される。原動機はガソリン、プロパン、天然ガス等を利用する内燃機関か、又は電動機によって構成できる。装置圧力は、必要に応じて使用するためアキュムレータに蓄積して維持される。
４輪駆動用の装置圧力を生起するのに使用する内燃機関を組み入れた好適な実施形態において、追加の装置圧力が必要なとき、圧力センサはエンジン用の速度調整器を起動し、エンジンの回転数（ＲＰＭ）を最適走行速度まで上げる。装置圧力が再び許容範囲内に入ったとき、エンジンは自動的に遊転（アイドリング）状態になる。上記したように、車両のシフティングは車輪駆動に使用する駆動ユニットの数を増すか減らすかによって起る。例えば、車両の最初の加速時には全ての駆動ユニットを駆動し、車両速度の上昇時には一連の駆動ユニットへの作動油供給を遮断できる。この動作は弁構造を介して、かつ感知した動作圧力及び他の感知した動作パラメータに基づいて、自動的に行われる。運転者は従来の自動車の場合と類似の方法でシフティングパラメータを定めることができる。例えば、自動バージョンの本油圧駆動装置を乗用車に適用した場合、シフト制御レバーは、全ドライブレンジを通して１つ又は２つだけの駆動ユニットに最高速度範囲で作動油を供給するドライブ（Ｄ）位置、幾つかの駆動ユニットだけが作動油から切り離されるロウ（Ｄ２）位置、及び全ての駆動ユニットが結合される本質的に高トルク駆動モードを構成するロワー（Ｄ１）位置に置くことができる。シフト制御レバーの位置決めは実際は、それぞれ選択された位置を占める所定セット（組）の駆動ユニットを作動するように機能する。手動シフティングの実施形態では、運転者は、装置作動圧力が定められた制限内にある限り、所定組の駆動ユニット制御弁を直接作動することによって、結合された駆動ユニットの数を制御することができる。
車両運転者は従来の制御部材、例えばレバーや加速ペダル等を操作することによって車両の加速及び速度を制御する。しかし、この制御部材はエンジンの絞りを直接制御しない。その代わり制御部材は、アキュムレータと駆動ユニットとの間に配置された流量制御弁の位置を直接制御する。装置に原動機を制御させることによって、原動機が装置制御したり運転者が直接原動機を制御したりするのとは反対に、種々の原動機を容易に駆動装置に組み入れることができる。更に、装置の構成要素及び設計に与えられる圧力要件のため、所望のトルク、加速及び速度範囲内で車両を操作するには、かなり小型の原動機が要求される（一般に、従来の乗用車の場合の約１０〜５０ＨＰに匹敵するとともに、他の形式の車両には比較的高い動作範囲内）。従来知られた伝達装置及び駆動トレイン装置が一切不要なことに加え、エンジン重量及びコストのこのような削減は、関連する車両の重量を大きく減らし、排気物を減らしつつ走行距離を延ばすことが明らかである。事実、本発明の装置に関する試験結果は、特に地方でのストップアンドゴウ形式の走行条件において、ガソリンによる走行距離が従来の車両駆動装置に較べて何倍にもなったことを示している。相応する寸法の電動機を利用した場合も、充電間の走行距離は対応して増加することが理解されよう。
本発明による油圧駆動装置の更に他の目的、特徴及び利点は、以下に図面を用いてする本発明の好適な実施形態の説明から容易に明らかとなるであろう。尚、幾つかの図において、同一参照番号は対応部分を表す。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明による油圧駆動装置用の圧力回路及び作動回路の両者を備えた第１の好適な実施形態による油圧回路の概略図である。
図２は、図１の油圧回路に組み込まれる多位置電磁流れ方向制御弁の概略図である。
図３は、図１の油圧回路に組み込まれるモータ制御弁の好適な実施形態を示す概略図である。
図４は、図１の油圧回路に組み込まれる逆止弁を概略で示す。
図５は、図１の油圧回路に組み込まれる非補償性流れ制御弁の好適な実施形態を概略で示す。
図６は、図１の油圧回路に組み込まれる他の電磁弁を示す。
図７は、図１の油圧回路に組み込まれる圧力解放部を有するばね付流れ方向制御弁を概略で示す。
図８は、図１の油圧回路に組み込まれる他の形式による逆止弁を概略で示す。
図９は、図２、図３及び図６に示すギヤシフトレバー位置表示器と弁群との相互関係を示す。
図１０は、本発明の油圧駆動装置に組み込まれるトラクション制御コンソールスイッチを示す。
図１１は、本発明による作動回路の他の実施形態を示す概略図である。
図１２は、本発明による作動回路の第３実施形態を示す概略図である。
図１３は、本発明による作動回路の第４実施形態を示す概略図である。
図１４は、本発明による圧力回路の第２実施形態を示す概略図である。
好適な実施形態の詳細な説明
先ず図１を参照すると、本発明による駆動装置２のための油圧回路が概略で示される。この油圧回路は全体として、加圧回路５及び作動回路７から構成される。加圧回路５は、入力ライン１６を介して流体貯蔵部１４に流体接続されるポンプ１１を備える。ポンプ１１は定容量形ポンプ又は可変容量形ポンプから構成できる。可変容量形ポンプを利用する場合は、ある程度狭い容量範囲を持つもの、例えば約０．４９〜０．５９立方インチの容量範囲を持つポンプが好ましい。ポンプ１１は原動機２０の出力シャフト１８によって駆動される。原動機２０は、ガソリン、プロパン、天然ガス等を利用する内燃機関か、又は電動機によって構成できる。油圧駆動装置２の全体構成に起因して、原動機２０は従来の乗用車用原動機よりも相当に小さい。更に特定すれば、原動機２０は概略１０〜１００馬力（ＨＰ）程度の馬力定格を有する。例えば、油圧駆動装置を普通サイズの乗用車に組み込む場合は、１２〜１８ＨＰの馬力定格を有するガソリン駆動式内燃機関が利用され、土木工事用大型車両の場合は、約５０〜７５の馬力定格が必要である。原動機２０として内燃機関を利用する場合は、望ましくない騒音を減らすために、原動機２０を公知のモータサイクル等で利用されるような水冷ジャケットに収納するのが好ましい。原動機２０の動作速度はスピード調整ユニット２２によって制御される。好適な実施形態ではこの調整ユニットは、原動機を２つの位置、即ち遊転位置と、以下で更に詳述する最適なハイレンジ回転数（ＲＰＭ）位置との間で切り替えるように作用する。
ポンプ１１は、アキュムレータ２９に直接接続された出カライン２６にも流体接続される。図１には１個のアキュムレータ２９しか描かれていないが、アキュムレータの寸法及び駆動装置の所要貯蔵容量に応じて、一連のアキュムレータを設けることもできる。油圧駆動装置を標準的乗用車に組み込む本発明の好適な実施形態では、約１０ガロンの作動油を入れる容量を持つ窒素ガス充填アキュムレータを利用する。ポンプ１１とアキュムレータ２９の間で出カライン２６上には、ポンプｌｌからアキュムレータ２９に向かう流れだけを許容する一方向逆止弁が挿入配置される。出力ライン２６には更にバイパスライン３５が接続される。バイパスライン３５には２位置弁３７が挿入配置される。好適な実施形態では、弁３７は、出力ライン２６における加圧流体の流れがバイパスライン３５を通って再び流体貯蔵部１４に向かうことを阻止する第１位置と、そのような流れを許す第２位置とを有する電磁弁を構成する。弁３７を制御する特定の方法は以下で更に詳述するが、一般に弁３７は、原動機２０が遊転状態のときはこのバイパス流れを許容し、原動機２０の速度が最適な高回転数に上昇するときはバイパスライン３５を通る流れを阻止する。
ポンプ１１及びアキュムレータ２９からの加圧流体は、油圧駆動装置２のための主圧力供給ライン４０に到達する。主圧力供給ライン４０は終端部分４２を備え、それに沿って流量制御弁４４が配置される。以下で更に詳述するように、流量制御弁４４は、例えば車両の運転者が操作する一般的乗用車のアクセルペダル、フォークリフトトラックのレバー等の、調節可能な車両制御部材４５の位置に基づいて、加圧回路５からの流れを調整する。主圧力供給ライン４０の終端部分４２は、加圧回路５を作動回路７に接続する多位置流れ方向制御弁４７に通じる。
加圧回路５は更に、流れ方向制御弁４７から流体貯蔵部１４に至る戻しライン５０を備える。戻しライン５０には、以下で詳述するように、車両の制動中に戻しライン５０を主圧力供給ライン４０に流体接続するように作用する流れ再指向弁５２が配置される。戻しライン５０には、流れ方向制御弁４７と流れ再指向弁５２との間に２位置弁５５が挿入配置される。好適な実施形態では２位置弁５５は、通常は閉成されているが車両が何らかの駆動モードで動作している間は開成される電磁弁を構成する。更に戻しライン５０には、流れ再指向弁５２と流体貯蔵部１４との間に、フィルタ５８と油冷却器６０とが挿入配置される。好ましくは油冷却器６０は、油が流体貯蔵部１４に戻る際に、本発明の油圧駆動装置２で用いられる作動油の温度を下げるように機能する空冷式熱交換器を構成する。また、流れ再指向弁５２からの逆流部（stemming）は、主圧力供給ライン４０に接続される補助圧力ライン６３である。補助圧力ライン６３には、流れ再指向弁５２と主圧力供給ライン４０との間に、流れ再指向弁５２から主圧力供給ライン４０に向かう流れだけを許容する逆止弁６６が挿入配置される。
加圧回路５は更に、７２で示すような補足的車両作動ユニットに至る１個以上の動力取出（ＰＴＯ）ライン７０を備える。これら補足的車両作動ユニット７２は、加圧回路５内で維持される圧力を利用して動作する例えばパワーステアリングユニット、オルタネータ等を構成できる。更に加圧回路５では、ポンプ１１の下流側に圧力計７７が接続される。この圧力計は、油圧駆動装置２の動作には不要であるが、車両運転者に主圧力供給ライン４０内の圧力を表示するものとして好ましくは設けられる。そして加圧回路５は、２つの感圧リレースイッチ８０、８３を更に備える。第１の感圧リレースイッチ８０は、アキュムレータ２９及び主圧力供給ライン４０内の圧力に直接応答するように加圧回路５に接続される。第２の感圧リレースイッチ８３は、流量制御弁４４と流れ方向制御弁４７との間に挿入配置される。第１及び第２の感圧リレースイッチ８０、８３は、以下で詳述する油圧駆動装置２の種々な動作モードにおいて、油圧駆動装置２に組み込まれた種々の弁の位置を自動制御する機能を果たす。
図１に示す実施形態において、作動回路７は第１及び第２支流ライン９２、９５に至る主作動ライン９０を備える。図１に示す実施形態では、２位置前輪モータ制御弁９７が第１支流ライン９２内に配置される。第１支流ライン９２は、逆止弁９８及び第１吸込ライン９９を介して流体貯蔵部１４に至る。逆止弁９８の明確な構造は図４を参照して以下で詳述するが、注記すべきことは、この逆止弁は流体貯蔵部１４から第１支流ライン９２に向かう全ての自由流れを許容するが、流体貯蔵部１４への直接の流れは阻止することである。好適な実施形態において、逆止弁９８には、通常の逆止弁に見られる引張ばねを組み入れておらす、弁が所望の流れを許す以前に特定の抵抗に打ち勝つ必要がなくなっている。第１支流ライン９２は作動導管１００、１０１に通じ、これら導管はそれぞれ前部モータユニット１０７、１０８の第１流体ポート１０４、１０５に至る。前部モータユニット１０７、１０８はそれぞれ、ライン１１３、１１４に通じる第２流体ポート１１０、１１１を備える。ライン１１３、１１４は共通導管１１６に至る。
実質的に同様にして、第２支流ライン９５は、後部モータユニット１２８、１２９の第１及び第２流体ポート１２４、１２５にそれぞれ接続された作動導管１２０、１２１に通じる。ここで、この実施形態における各モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９は、車両の各車輪に駆動可能に直接接続されていることを認識されたい。第２支流ライン９５と後部モータユニット１２８用の第１流体ポート１２４との間には、２位置後部モータ制御弁１３３が挿入配置される。同様に、第２の２位置後部モータ制御弁１３４が、第２支流ライン９５と後部モータユニット１２９用の流体ポート１２５との間に挿入配置される。後部モータ制御弁１３３と後部モータユニット１２８との間には、流体貯蔵部１４に接続される第２の吸込ライン１３８が位置し、第２の吸込ライン１３８には逆止弁９８と同じ構造を持つ逆止弁１４０が挿入配置される。同様に作動導管１２１は、対応する逆止弁１４４を介して、第３の吸込ライン１４２及び流体貯蔵部１４に接続される。後部モータユニット１２８、１２９は、ライン１５１、１５２を介して共通導管１５５に通ずる第２流体ポート１４７、１４８をそれぞれ備える。共通導管１１６及び１５５は、合流して補助作動圧力ライン１５９を形成する。図１に明示するように、主作動ライン９０及び補助作動ライン１５９は流れ方向制御弁４７に通じ、車両が作動する間、加圧回路５の加圧流体に対し選択的に隔離又は接続できる。
本発明の上記実施形態による油圧駆動装置が種々の駆動範囲で車両を駆動すべく機能する態様を詳述する前に、上述した弁及びスイッチの各々の好適な構造を図２〜図８を参照して説明する。図２は流れ方向制御弁４７の好適な構造を示す。前述したように、流れ方向制御弁４７は３位置電磁弁からなることが好ましい。流れ方向制御弁４７は記号Ａで示す中央位置に付勢され、そこで作動回路７の主作動ライン９０が加圧回路５の主圧力供給ライン４０から切り離されるとともに、補助作動ライン１５９が戻しライン５０に接続される。前進モードで車両を運転している間、流れ方向制御弁４７は記号Ｂで示す位置にシフトされ、それにより主加圧供給ライン４０が主作動ライン９０に直接に流体接続されるとともに、補助作動圧力ライン１５９が戻しライン５０に流体接続された状態に維持される。車両が後進モードに置かれると、流れ方向制御弁４７は記号Ｃで示す位置を取り、そこで補助作動圧力ライン１５９が主圧力供給ライン４０に流体接続されるとともに、主作動ライン９０が戻しライン５０に接続される。流れ方向制御弁４７を制御して種々の位置Ａ、Ｂ、Ｃにシフトする特定の方法については、油圧駆動装置２の動作の説明と共に後で更に詳述する。
次に、各モータ制御弁９７、１３３及び１３４の好ましい構造を示す図３を参照する。前述したように、これらの弁は図３に記号Ａで示す位置を取る方向に付勢される２位置電磁弁から構成されることが好ましい。この位置でモータ制御弁９７、１３３、１３４は、それぞれのモータ１０７、１０８及び１２８、１２９から第１及び第２支流ライン９２、９５に向かう流れだけを通す逆止弁を構成する。したがってモータ制御弁９７、１３３、１３４が位置Ａにあるとき、第１及び第２支流ライン９２、９５内の加圧流体は、モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９に流入できない。弁９７、１３３、１３４の何れかがそれぞれの位置Ｂにシフトされると、流体はそれぞれの支流ライン９２、９５からそれぞれのモータ１０７、１０８、１２８、１２９に流入できる。後に詳述するように、これらモータ制御弁９７、１３３、１３４は個々に制御され、車両運転中の所与の時間にどのモータユニット１０７、１０８、１２８、１２９を駆動するかが選択的に決定される。
図４は逆止弁９８、１４０及び１４４の好ましい構造を示す。前述したように、これら逆止弁はばね付勢されないものであり、弁の開成前に所定の抵抗に打ち勝つ必要がなくなっている。またこれら弁は、流体貯蔵部１４を作動導管１００、１０１、１２０及び１２１にそれぞれ接続するのに用いられる。これら逆止弁は、流体貯蔵部から作動導管へ向かう流体だけを流し、その逆には流さない。
図５は流量制御弁４４の好ましい構造を示す。略示するように、流量制御弁４４は微調整の効くニードル型の流れ絞り弁を構成し、アクセルペダル４５に機械的に連結される。この形式の流量制御弁は既に市販されており、例えばＶＩＣＫＥＲＳ社が販売する型番ＦＣＶ７−１０（ＮＶＦ）流量弁を採用できる。流量制御弁４４は、車両運転者が制御部材４５を作動しない限り、閉成位置に付勢されてそこを通る流れを阻止する。流量制御弁４４は制御部材４５に機械的に接続されるが、制御部材４５の押し込み具合を測るとともに感知された押し込み具合を用いて流量制御弁４４の開度を電気的に制御する電子制御弁装置も利用できることは容易に理解されよう。このように流量制御弁４４は、制御部材４５に機械的に接続でき、或いは制御部材４５の位置に基づいて電気的に制御できる。
図６は弁３７及び５５の好ましい実施形態を示す。前述したように、これら弁は常時閉の２位置電磁弁を構成することが好ましい。したがってこれら弁は、流体の流通を阻止する位置Ａを取るべく付勢される。しかしこれら弁は、流体の自由流通を許す位置Ｂにシフトすべく作動できる。これら弁が位置Ａ及びＢの間をシフトする動作方法は、種々の運転モードにおける油圧駆動装置２の動作に関する後の説明の中で更に詳述する。
流れ再指向弁５２の概略を図７に示す。この図は、戻し弁５０からの流れが通常どの様にして第１流量制御弁２５０を介して流体貯蔵部１４に導かれるかを示す。しかし後に詳述するように、車両の制動時に、第１流量制御弁２５０は第２流量制御弁２５５と共に同時にシフトされ、戻しライン５０を通って流体貯蔵部１４に流れる流量が減少するとともに、補助圧力ライン６３への流れが供給される。急激な制動状態の間、戻しライン５０内の圧力は上昇し、それに対応して補助圧力ライン６３への流量パーセンテージが増加する。再指向弁５２にはばね付勢弁２６０の形態の圧力解放部も設けられ、補助圧力ライン６３に反映される作動回路５の圧力が駆動装置の最大動作圧力を超える場合に、圧力解放部２６０が流体貯蔵部１４への流れを生じさせるようになっている。この動作圧力は、予め設定された装置パラメータに依存して変動できるが、乗用車に関する好適な実施形態では、この動作圧力は約３０００ｐｓｉである。車両のブレーキペダルを解放すれば、第１及び第２流量制御弁２５０、２５５はそれぞれの通常動作位置を呈し、そこで流量制御弁２５５が閉じて戻しライン５０と補助圧力ライン６３との間の接続を阻止するとともに、戻しライン５０からの流れが単純に流体貯蔵部１４へ排出される。この制動動作に関しては、駆動装置２の全体動作に関する後の説明において更に詳述する。
図８は逆止弁３２及び６６の構造を概略で示す。概略的に逆止弁３２、６６は、逆止弁９８、１４０及び１４４に類似した構成を有するが、これら逆止弁は好ましくは閉成位置にばね付勢され、流体の流通を許容すべく特定の圧力抵抗に打ち勝つ必要があるものである。逆止弁６６は実際には補助圧力ライン６３に挿入配置され、加圧回路５内の望ましくない圧力漏れを防止する。更に特定すれば、逆止弁６６は主圧力供給ライン４０内の加圧流体が、流れ再指向弁５２を通って流体貯蔵部１４に漏洩することを防止するように機能する。もちろん流れ再指向弁５２自体は、この逆流を防止すべく機能する弁構造を組み込んでおり、したがって逆止弁６６は不要であるが単に予防手段として備えることができる。
リレースイッチ８０及び８３は従来公知のものであり、所定の感知圧力レベルに基づいてソレノイド動作を制御する回路を完結させる単純機能を有する。更に特定すれば、リレースイッチ８０、８３は、後に詳述するように、調整ユニット２２、弁３７及び１個以上のモータ制御弁９７、１３４を制御する機能を有する。好適な実施形態では、感圧リレースイッチ８０、８３は、１つの供給ラインから分かれた２つの異なる回路を各々中継することができる。それにより感圧リレースイッチ８０は、アキュムレータ２９及び主圧力供給ライン４０内の圧力が所定の動作圧力範囲（例えば約２５００〜３０００ｐｓｉ）に在るときは、原動機２０を遊転位置に保つように調整ユニット２２を制御し、またアキュムレータ２９及び主圧力供給ライン４０内の圧力が所望範囲以下に降下したときは、原動機２０の動作速度を上位の最適ＲＰＭに上げるように調整ユニット２２を制御することができる。好適な実施形態では、原動機２０は装置圧力に基づいて遊転走行速度と最適ＲＰＭ走行速度との間だけでシフトされるが、加圧回路５が高容量圧力範囲にある場合には、原動機２０を遮断するように感圧リレースイッチ８０に制御させることができる。しかしこの代替実施形態は、原動機２０の周期的再始動に固有の振動及び付加的な乱れを生じさせる。後に詳述するように、第２の感圧リレースイッチ８３は、流量制御弁４４と流れ方向制御弁４７との間で感知された異なる動作圧力でリレー動作を行い、モータ制御弁９７、１３４のシフトを特別に制御することができる。
次に、種々のモードで動作する油圧駆動装置２の機能を、図２〜図８に示した弁及びスイッチの構造、利用可能位置及び機能を念頭に置いて、特に図１及び図９を参照して説明する。図９は、油圧駆動装置２の動作を、通常の乗用車の自動運転装置と同様の自動運転装置に関連して示すための図である。この自動運転装置では、運転者に制御されるシフトレバーは、駐車、後進、ニュートラル及び多様な前進の各運転位置の間で、車両の運転モードを選択的に決定するために使用される。勿論、他の形式の車両も、少なくとも後進及び前進運転位置を備えた同様のシフトレバーを備える。図９は通常の乗用車型のシフト制御レバー位置表示器４６７を示す。ギヤシフトレバーを駐車位置（Ｐ）に置くと、油圧駆動装置２に組み込まれた全ての電磁弁はそのニュートラル位置に付勢され、したがって加圧回路５が作動回路７から分離される。但し、補助作動ライン１５９は戻しライン５０に接続されるが、弁５５によって流体貯蔵部１４からは分離され、モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９を通る流れは生じない。
手動シフト制御レバーが後進位置（Ｒ）に移動されると、電気的接触が生じて流れ方向制御弁４７を位置Ｃにシフトさせ、電磁弁５５は位置Ｂにシフトする。こうして、流れ方向制御弁４７のシフトは、主圧力供給ライン４０を補助作動圧力ライン１５９に接続すると共に、主作動ライン９０を戻しライン５０を介して流体貯蔵部１４に接続する。この動作モードでは、主圧力供給ライン４０と通って補助作動ライン１５９に流れる加圧流体は、共通導管１１６、１５５に達し、更にライン１１３、１１４、１５１、１５２に流れて、モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９を後方に駆動する。モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９を流れる流体は、モータ制御弁９７、１３３、１３４の各逆止弁が、図３の位置Ａにあるから、これらのモータ制御弁を介して流れる。モータ制御弁９７、１３３、１３４を通って流れる流体は、主作動ライン９０に達し、次いで流れ方向制御弁４７の位置によって、戻しライン５０を介して流体貯蔵部１４に向かう。
流れ再指向弁５２は、補助圧力ライン６３に向かう流れのない動作状態に維持されるから、全ての戻し流れはフィルタ５８及び冷却装置６０を介して進行する。車両が後進駆動される速度は、制御部材４５及びそれに接続する流量制御弁４４を介して運転者によって制御される。要するに、運転者が制御部材４５を多く押せば、流れ方向制御弁４７及び対応するモータユニット１０７、１０８、１２８、１２９を介した流量は、より高くなる。この全操作シーケンスの間、加圧回路５内の圧力が、この好適な実施形態において、約２５００〜３０００ｐｓｉの所定度差レベルにある限り、原動機２０は遊転状態に留まる。事実、もし加圧回路５が最初、充分に加圧されていれば、車両は原動機２０を始動することなしに最初から駆動することができる。もし原動機２０が遊転状態に在れば、弁３７は図６に図示の位置Ａに維持され、定容量ポンプ１１からの出力流をバイパスライン３５を介して、原動機２０に負荷を掛けないようにして流体貯蔵部１４にバイパスする。ここで、この好適な実施形態においては、始動時、弁３７は原動機２０に負荷を掛けないような位置を取るように、車両のスタータスイッチに連結するが、後述のような方法で完全に制御される。上記のことから明らかなように、車両の各車はこの油圧駆動装置によって利用可能な最大トルクを供給する後進モードで駆動される。
シフト制御レバーがニュートラル位置に移動されると、流れ方向制御弁４７は、再び作動回路７を加圧回路５から隔離する位置Ａを取る。この状態では車両は、モータユニット１０７、１０８及び１２８、１２９は、直接吸込ライン９９、１３８、１４２それぞれを介して、流体貯蔵部１４から流体を引き込むことができる。モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９からの出力は、共通導管１１６、１５５から補助作動ライン１５９へ流れ、更に流れ方向制御弁４７は位置Ａを取っているからそれを介して戻しライン５０に流れ、更に電磁弁５５は図６の位置Ｂにシフトされているから、流体貯蔵部１４へと流れる。
通常の運転モードでは、電磁弁５５はＢ位置に残り、流れ方向制御弁はＢ位置にシフトされるから、主圧力供給ライン４０は主作動ライン５０に直接接続され、そして後部モータ制御弁１３３は、支流ライン９５がモータ１２８と直接接続するように、Ｂ位置にシフトされる。再び、車両運転者は制御部材４５を介して、流量制御弁４４をシフトしながら所望の速度／加速度を制御する。もし車両が初めに停止位置からスタートすると、車両の車は高い捻り抵抗を経験し、これは主圧力供給ライン４０の終端部分４２の圧力に影響を与え、この終端部分４２の圧力上昇は、第２感圧リレースイッチ８３によって検出される。その時、この感圧リレースイッチ８３は、上記実施形態で述べた約２０００ｐｓｉに等しい圧力で電磁弁１３４を作動し、この弁を図３に示す受入動作位置Ｂにシフトするから、流体は作動導管１２１を通って流れモータユニット１２９に組み合わされている車が駆動される。この２輪駆動モードでは、モータユニット１２８、１２９からの流れは、再び共通導管１５５に流れて、補助作動圧ライン１５９に達し、更に流れ方向制御弁３７を介して戻しライン５０に流れ、更にまた弁５５と流れ再指向弁５２を経て流体貯蔵部１４に至る。勿論、この流れはフィルタ５８及びオイル冷却装置６０を通って流れる。
終端部分４２の圧力が第２の設定閾値（約２４００ｐｓｉ）を超えた場合、感圧スイッチ８３は、第１支流ライン９２を介して加圧流体を流すモータ制御弁９７を作動し、これによって、作動導管１００、１０１及びモータユニット１０７、１０８は追加の車輪を駆動する。したがって、車両が最初の停止位置から始動する場合、これ関連する捻り抵抗がこの停止位置で最も高いと仮定すれば、終端部分４２の圧力が上位閾値以下に落ちるまでは、車両は４輪駆動モードを取る。感圧スイッチ８３によって閾値以下になったことが感知されると、モータ制御弁９７は再び位置Ａにシフトされ、２つのモータユニット１２８、１２９だけが車両を駆動する。この時までに、車両は充分に速い速度になっている。同様な仕方で、終端部分３２の圧力が約２０００ｐｓｉの下位閾圧力以下に落ちると、主作動ライン９０内に生じる主背圧がないため、モータ制御弁１３４は不活化されて位置Ａを取る。この高い車両速度では、車両が走行する勾配や運転者による所望速度／加速度等に基づいて、更に高い要求が装置になされるまで、モータ１２８だけが車両を駆動する。
上記構成によって、図１に示す油圧駆動装置２を組み入れた車両は、駆動車輪の個数によって示される３つの速度レンジで駆動されることは明らかである。勿論、この速度レンジの個数は、モータ１２８、１２９に関して示したと同様な仕方で、モータ１０７、１０８に対する流れを簡単に構成することによって４種の速度が得られるように変えることができる。したがって、追加のモータ制御弁が必要となり、感圧リレースイッチ８３は２０００から２４００ｐｓｉの間を約２００ｐｓｉ間隔で３つの別々なモータ制御弁を制御することになる。更に、２種の速度の実施形態はモータ１０７、１０８に関して述べたと同様な仕方で、モータ１２８、１２９への流れを用意することによって容易に構成できる。単一モータ制御弁９７は、モータ１０７、１０８への流れを制御するのに利用されるから、横方向に離間した一対の車輪に接続する横断出力シャフトを持つ単一モータユニットを設けることができるのは明らかである。更に典型的な駆動構成については、図１１及び図１２を参照して詳しく後述する。更に、第１、第２及び第３前進速度間のギヤシフトの動きが、種々のモータユニットの結合及び切り離しを直接制御する手動シフト構成を利用できることは明らかである。そのような実施形態では、感圧スイッチ８３に関して上記した方法で動作する感圧スイッチを用いて、装置圧力に基づく運転者による制御の自動無効化手段を備えていることが好ましい。最後に、車輪の駆動順序は少なくとも１つの前輪が最初に駆動されるように変更できることを認識されたい。
車両の動作中に、加圧回路５の圧力が所望の動作範囲（例えば、約２５００ｐｓｉ）から下がると、感圧リレースイッチ８０がこれを検出して、調整ユニット２２にこのことを知らせる。したがって、加圧回路５の圧力が低下すると、調整ユニット２２は原動機２０の動作速度を最適な高いＲＰＭ範囲にシフトするように調整され、定容量ポンプ１１は加圧回路５の圧力を上げるように出力流量を増加する。このことから、本発明による油圧駆動装置２は体積流量に基づいていること、即ち高いトルク抵抗モードにおける車両動作は背圧を生じさせてモータの数を増加し、車両速度が対応する抵抗トルクの減少と共に増加する時、駆動モータの数は減少するから、関与する駆動モータの数は其処を通る許容流体の流量に依存していることは明らかである。したがって、装置は体積容量に依存し、装置の圧力を所望の動作範囲に維持することだけが必要である。このことは、高い馬力出力の原動機及び原動機の常時運転を不要にする。
原動機２０が高いＲＰＭ範囲で動作している間、２位置弁３７は図６に示す位置Ａにあるから、ポンプｌｌからの出力が直接流体貯蔵部１２に戻ることは阻止される。また、感圧リレースイッチ８０は弁３７の位置を調整ユニット２２と共に制御する。更に明確には、感圧リレースイッチ８０は制御弁３７を制御して、それを図６に示す位置Ｂにシフトさせ、こうして原動機２０が遊転状態にあるとき、流体がポンプ１１から流体貯蔵部に流れることを許容し、上述のように、原動機２０の負荷を軽減している。アキュムレータ２９が逆止弁３２の上流側に位置しているから、加圧回路５が主圧力供給ライン４０の高圧を維持しているのは当然である。したがって、電動機が遊転状態となるような位置を調整ユニット２２が取ると、弁３７はポンプ１１から流体貯蔵部への流れを許容し、調整ユニット２２が原動機の動作速度を高い最適なＲＰＭに増加すると同時に、弁３７は図６に示す位置Ａを取って閉成し、ポンプ１１からの全出力が逆止弁３２を通ってアキュムレータ２９に流れてその圧力を上昇させる。可変容量ポンプを利用する場合には、勿論、ポンプはそれ自身を自動的に調整して、装置圧力が低くなる度に大きい体積流量を出力し、装置圧力が高いときには、より少ない体積流量を出力する。こうして、遊転状態の原動機への負荷は更に軽減される。
本発明の他の特徴によれば、車両は、装置無効化手段として、図１０にその全体を参照番号５８５によって示すトラクション制御ユニット、即ち車両が駐車モードにない限り、運転者が装置を無視して、車両駆動モータの何れか１つ、又はすべてを強制的に動作状態に置くことができるトラクション制御ユニットを含むことができる。このユニットは運転者が手動でシフトできる簡単な回転ノブ５８７等によって操作できる。また、本発明は車両の制動時に、モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９がポンプとして作用し、制動中に失われた運動エネルギを、少なくとも部分的に加圧回路５を再加圧することによって位置エネルギーに変換する、制動再生と言う特徴を備えている。上述のように、再指向弁５２は通常、戻しライン５０からフィルタ５８及び冷却装置６０を介して、流体貯蔵部１４に流体を自由に流すニュートラル位置にあるが、この再指向弁５２を車両のブレーキレバー又はペダル（先に述べたが図示してない）へ接続して、再指向弁５２を規制流れ補償装置として作用するように制御することができる。運転者がブレーキレバー又はペダルに圧力を掛けると、主圧力供給ライン４０に補助圧力を供給するため、再指向弁５２は流体を規制レートで補助圧力ライン６３に送り出す。先に示したように、制動を掛けている間、モータユニット１０７、１０８及び１２８、１２９は高い抵抗に出会い、地面と咬み合っている車輪のモーメントによって回転するポンプのような動作を始める。したがって、補助圧力供給ライン６３に発生される圧力は、車輪の回転に対して抵抗を示す。アキュムレータ２９が高圧力範囲にあるときには、再指向弁５２内の圧力解放構造（上述の圧力解放弁）は装置に対して圧力を解放するから、最大制動効果は起こすが、アキュムレータ２９によって最早受け入れられない過剰の流体が流体貯蔵部に流れ込めるように、最大抵抗は依然としてモータユニット１０７、１０８及び１２８、１２９に掛けられる。制動を掛けている間、モータ制御弁９７、１３３、１３４はそれ等を通した逆方向への流体の流れを許さないから、モータユニット１０７、１０８、１２８、１２９は、加圧されていない流体がモータユニット１０７、１０８、１２８、１２９に供給され、次いで補助作動ライン１５９を介して加圧され、且つ戻しライン５０に送られるように、吸込ライン９９、１３８、１４２を介して流体貯蔵部１４から流体を引き出す。また、吸込ライン９９、１３８、１４２は、もし何れかのモータが車両の駆動に直接利用されていなければ、それに対応するモータユニットが自由に回転するように、車両の惰力走行中、逆止弁９８、１４０、１４４を介して、同じ方法で機能する。
次に、上記加圧回路と共に容易に利用できる作動回路の第２実施形態の説明に図１１を参照する。この作動回路の実施形態において、主作動ライン９０’はそれ自身から分岐する複数の作動導管６００〜６０３を有し、その各々は共通駆動シャフト６１２の駆動に用いられるモータユニット６０６〜６０９にそれぞれ通じている。作動導管６００〜６０３及びモータユニット６０６〜６０９を流れる流体は、それぞれのライン６１５〜６１８に向かって流れ、次いで補助圧力ライン１５９’に流れる。上述の実施形態のように、補助作動圧力ライン１５９’は流れ方向制御弁４７に通じている。
上記実施形態と同様に、図１１に示す実施形態における作動導管６００〜６０３の各々はそれら自身の中に電磁弁６２１〜６２４を配置し、これら各電磁弁６２１〜６２４とモータユニット６０６〜６０９との間には、吸込ライン６２７〜６３０が作動導管に接続されている。一方向逆止弁６３３〜６３６は吸込ライン６２７〜６３０に位置している。逆止弁９８、１４０、１４４に関して上記したと同様な方法で、逆止弁６３３〜６３６は、流体貯蔵部１４から引き出される流体をモータユニット６０６〜６０９にだけ流して作動回路を完全な充填状態に維持し、車輪の自由回転を許容する。
この実施形態では、モータユニット６０６〜６０９は、個々に又は組合せと選択して自動的に制御され、本発明の第１実施形態に関して上記した方法と全く類似した方法で電磁弁６２１〜６２４を制御することによって共通駆動シャフト６２１を駆動している。モータユニット６０６〜６０９は同一容量を有しているから、それらは必要な駆動トルクを補償するのに簡単に連続的に使用することができ、また車両推進に使用するモータユニット６０６〜６０９の個数は、最小数である１モータユニットまで漸次減らすことができる。これに代わる実施形態では、モータユニット６０６〜６０９は異なる定容量を有し、電磁弁６２１〜６２４を種々組み合わせてその作動を制御し、共通駆動シャフトを駆動する作動したモータユニット６０６〜６０９の総容量によってその範囲を広げ、その各々が車両の駆動比を表すようにすることもできる。共通駆動シャフト６１２は、車輪セットを直接、又はチェイン若しくはプーリ装置によって駆動するのに用いることができる。共通駆動シャフト６１２は、図に参照番号６３９で示す延長駆動シャフトを含むことができる。この駆動シャフト構成によって、駆動シャフトの各端部をそれぞれ左右の車輪と組み合わせれば、前輪駆動又は後輪駆動の車両を構成することができる。
図１２は本発明による他の作動回路を示し、図１１に示す作動回路の変形と見なせるものである。そのため、これら実施形態に関する対応部分には同一参照番号を付してある。実際、図１２に示す上方の駆動セクションは、本質的に図１１に示す駆動装置のミラーイメージを構成し、この駆動装置は主作動ライン９０”を介して図１２の下方部分に示されている同一構造の駆動装置に接続される。更に明確には、図１２の下方の駆動部分は、共通補助駆動シャフト６５７と組み合わされる追加のモータユニット６５１〜６５４に通ずる追加の作動導管６４５〜６４８を与える。モータユニット６５１〜６５４を介した前進駆動用の流れは、ライン６１５〜６１８を介した流れと共に補助作動ライン１５９”に流れるライン６６０〜６６３に向けられる。上述の他の実施形態のように、作動導管６４５〜６４７は、それぞれモータユニット６５１〜６５４への流体の流れを制御するための電磁弁６６６〜６６９をその中に挿入配置している。更に、作動導管６４５〜６４８は、電磁弁６６６〜６６９とモータユニット６５１〜６５４の間に、図１２に示す一方向逆止弁を介して流体貯蔵部に接続された吸引ラインをそれぞれ挿入配置している。但し、この図を明確にするため、これら吸引ライン及び逆止弁にはラベルを付けていない。
図１２の実施形態は、４輪駆動車の駆動装置として用いることができる。その場合は、駆動シャフト６１２は車両の前輪駆動に組み合わされ、駆動シャフト６５７は車の後輪駆動に組み合わされる。また、この実施形態はトラクタ／トレーラ型車両のトラクタ駆動にも有利に使用される。その場合は、駆動シャフト６１２はトラクタの１つの後輪組の駆動に使用し、駆動シャフト６５７は他の後輪組の駆動に使用することができる。また、モータユニット６０６〜６０８及び６５１〜６５４は同一の容量を持つか、又はそれぞれが異なっていて、駆動シャフト６１２及び６５７と組み合わされた全容量が、特定のモータユニットの駆動によって大きく変化するようにすることもできる。
上述のように、図１３は本発明によって構成した第４の作動回路の実施形態を示す。この実施形態は乗用車の油圧駆動装置用として特に有利であって、車両の効率を上げるため、数多くの駆動比を用意している。この実施形態によれば、別々のモータアセンブリが各車輪と組み合わされ、これらモータアセンブリの各々は、後述するように、実際には複数の個々に動作可能なモータユニットを組み入れている。このモータユニットはそれぞれに異なった定容量を持っているのが好ましく、各車輪の駆動比は、これらモータユニットの選択、組合せによって変化させることができる。
更に明確に言えば、この作動回路７”’は、モータユニット６８７ａ、６８７ｂ、６８８ａ、６８８ｂ、６８９ａ、６８９ｂ、６９０ａ、６９０ｂ、６９１ａ、６９１ｂ、６９２ａ、６９２ｂを組み入れている。モータユニット６８７ａ、６８８ａ、６８９ａによって代表される各組のモータユニットは、それと組み合わされる共通作動シャフト６９５〜６９８を有している。図示のように、駆動シャフト６９５は、好ましくは半体シャフト構造を介して車両の左前輪の駆動に使用される。同様に、駆動シャフト６９６は車両の右前輪の駆動に使用され、駆動シャフト６９７は車両の左後輪の駆動に使用され、そして駆動シャフト６９８は車両の右後輪の駆動に使用される。種々のモータユニットに対する加圧流体の供給は、上述の方法と同様に、主作動ライン９０”’から平行に配置された作動導管７０１〜７０６によって行われる。実際には、少なくとも作動導管７０２、７０３、７０４、７０６を介した流れを代表する作動導管７０１に関して以下に述べるように、各作動導管７０１〜７０６は２つに分岐される。
作動導管７０１は主圧力供給ライン９０”’に接続され、次いでそれぞれがモータユニット６８７ａ、６８７ｂに通じる作動導管７０１ａ、７０１ｂを形成するように分岐する。図１３の作動ライン７”’に従って構成される特定実施形態に関して以下に述べるように、モータユニット６８７ａ、６８７ｂは同じ定容量を有している。共通定容量を持つ組として構成されるその他のモータユニットについても同様である。主圧力供給ライン９０”’と作動導管７０１ａ、７０１ｂとの間の作動ライン７０１には、電磁弁７１０が挿入配置される。これによって、電磁弁７１０の開成によって、圧力供給ライン９０”’からモータユニット６８７ａ、６８７ｂへの流れが可能になることは明らかである。
油圧駆動装置が、車両に付帯する抵抗が殆どなくなる高速で車両を駆動するのに使用するモータユニットを、単一モータユニットにまで減少することができるようにするため、作動導管７０４は導管７０４ａ、７０４ｂに分岐され、この導管７０４ａ、７０４ｂには電磁弁７１３、７１４を設けて、それぞれモータユニット６９０ａ、６９０ｂへの加圧流体の流れを個別に制御する。この実施形態に示すモータユニットの全ては、複数の組単位で全体として作動され、これら組は同一の定容量を有している。しかし、モータユニット６９０ｂはモータユニット６９０ａによって作動されるが、唯一のモータユニットを車両の推進に使用するように、それぞれの電磁弁７１３、７１４を介してモータユニット６９０ａ、６９０ｂの１つを不作動状態にすることは可能である。例えば、車両が最初にリセット位置から移動を始めるとき、電磁弁７１０〜７１６の全てを開成して、各モータユニットに流体を配流する。次いで、上記のような感圧リレースイッチ８３を使用して、検出した車両パラメータによって電磁弁７１０〜７１６を制御し、実際に車両推進に用いるモータユニットの個数を変えることができる。この実施形態に於いて、高速運転状態を保つ最後のモータユニット組は、モータユニット６９０ａ、６９０ｂである。１つのモータユニット（例えば、モータユニット９６０ｂ）には駆動流体の供給をカットし、唯一のモータユニット（例えば、モータユニット９６０ａ）を車両推進に用い、ステアリング可能な車輪に関連する引き（pull）を防止するために、後輪を最後に連係する車輪とするのが好ましい。勿論、最終駆動ギヤは２つの連係モータユニットによって、同様に決定することができる。以下の表は、典型的な各モータに対する定容量、及び車両に対する各種の駆動比を与えるために連続的に結合及び切り離される方法を示す特定実施形態を示す。しかしここで、各作動導管７０１〜７０６はこれに組み合わさる各電磁弁を有し、その下流には吸引ライン７１８〜７２８、及び一方向逆止弁７２６〜７３２が設けられる。これら吸引ライン７１８〜７２８、及び一方向逆止弁７２６〜７３２は、他の実施形態に於ける作動回路に関し上記したと同じ方法で配置され、機能するので、これらの実施形態について、再度の説明は行わない。更に、例えばモータユニット６８７ａ、６８８ａ、６８９ａ等によって代表される各モータユニットは、既に現在市場に出されていて、種々の製造者、例えばＰＥＲＭＣＯによって市販されている。
本発明を更に例示するために、図１３に示す作動回路の一実施形態に組み込まれた各モータユニットに関する典型的な定容量、及びこれらモータユニットが車両の推進中に結合及び切り離される特別な方法は、次の通りである。
0004176829.tif 000002
0004176829.tif 000003
上記表から、前輪は基本的に、これらモータユニットが大きな加速及び極端な条件の間に必要であるから、より大きいモータ容量を備えている。更に、車両に対し制動効果のある主な部分は前輪にあるから、これら大きい容量のユニットは装置の再生制動効果を高める。車両の引きを防止するため、前輪用モータユニットの結合及び切り離しは一対で引き続いて行われる。一般に、後輪用モータユニットは一対で結合／切り離しが行われるが、駆動装置は高速走行の間、又は必要な駆動トルクが、どちらかと言えば低いとき、上述のように単一駆動モータ６９０ａへのユニット削減を許すのが好ましい。多くの電磁弁は、最大７種の前進駆動範囲を与え、第１に開示の実施形態、即ち電磁弁は通常閉成されているが、検出された装置パラメータによって開成される実施形態に全く類似の方法で動作する。
最後に、本発明に組み合わされる加圧回路の他の実施形態を示す図１４を参照する。この加圧回路５’は、補助ポンプ１１’が流体貯蔵部１４から入口ライン１６’を介して流体を受け取るように設けられている点を除けば、図１に図示の加圧回路５と実質的に同一である。ポンプ１１’は原動機２０’によって駆動され、この原動機２０’は調整ユニット２２’によって調整される。このポンプ１１’の出力は、一方向逆止弁３２’を介して圧力供給ライン４０に通じると共に、２位置電磁弁３７’によって制御されるバイパスライン３０’を介して流体貯蔵部１４に戻る。
この加圧回路５’の構成によって、原動機２０はポンプ１１との組合せで、通常走行動作の間、装置に必要な作動油を供給するのに用いられ、そして車両が極端な動作負荷のもとで使用される場合、例えば山登り、又は極端に高い速度、強風条件下で使用される等の場合、原動機２０’はポンプ１１’を駆動して必要な作動油を補充するように作動される。原動機２０’の制御は原動機２０の制御と同じ方法、即ち感圧リレースイッチ８０介して圧力を検出することによって行われる。言い換えれば、感圧リレースイッチ８０は、簡単に原動機２０を起動して、遊転位置から最適圧力レベルより低い最初の最適走行条件にシフトし、同様に低い圧力レベルにある原動機２０’を作動する。好ましい実施形態に於いては、殆どの駆動条件下で、原動機２０’は必要ではないから、燃料消費の節約のため、それを使用しないとき、原動機２０’を完全に遮断するのが好ましい。しかし、原動機２０’を遊転状態にしておくことも可能である。特に図示はしていないが、主原動機として用いられる実際の原動機は、車両の寿命がある間、原動機２０、２０’の寿命を延ばすため周期的に交換することができる。この原動機の交換は、車両のイグニション及び感圧リレースイッチ８０に組み込まれている中央制御ボックスに於ける電気的鏡面変更によって簡単に行える。
例えば、加圧回路５’は、図１３に示す作動回路５”’と組合せて、バン型車両等の非空力車両の駆動に使用するとき、馬力定格が約１８ｈｐの２つの原動機２０、２０’と組み合わせた６４立方インチの定容量を有する２つのポンプ１１、１１’を組み入れることができる。勿論、これらの数は例示を目的としたものであって、車両の重量及び空力的性質、並びに所望の性能特性によって変化する。更に、実際の圧力範囲は推進する車両の形式によって容易に変えられる。また更に、原動機２０、２０’は、もし動作条件が追加の作動油を必要とするものであれば、可能な最高の馬力出力を示す第３の速度で動作するように制御できる。勿論、この場合、特別な車両特性及び範囲に関して、正確な装置パラメータが設計されなければならない。
加圧回路５’に於ける第２の主な変更点は、流れ再指向弁５２と電磁弁との間に流量制御弁７５４を備えた点である。この流量制御弁７５４は、極端な制動条件の間に車輪モータユニットが経験する抵抗圧力を増加するのに使用される。したがって、車輪モータユニットは加圧回路の動作圧力範囲内の装置圧力を経験するだけではなく、極端な制動条件の間、流量制御弁７５４を通る流れを制限することによる高い抵抗圧力も経験する。
運転者の見方からすれば、本発明の油圧駆動装置を組み入れた車両は、従来の駆動トレインを組み込んだ車両と同じ方法で構成され、動作するように見える。言い換えれば、車両運転者は車両を制御する方法に必ずしも違いを知覚しないだろう。したがって、装置はステアリング、ギヤシフトレバー、速度／加速度制御部材、及びブレーキペダルを従来方法で制御してきた運転者にとって馴染みの深いものである。
この点で、種々の他の車両の動作パラメータも検出でき、車両を推進するモータユニットの数及び原動機の動作を制御するのに使用することができる。本発明による装置は、体積流量に基づいており、圧力は所望の範囲に維持するだけに必要であるから、体積流量センサが利用できることは明らかである。例えば、利用可能な作動油圧力の代わりに、アキュムレータ２９の利用可能な体積流量が検出でき、原動機はこの体積流量を所望の範囲に維持することによって、制御することができる。同様に、流量制御弁４４を通る体積流量を計測することができ、車両速度のような車両パラメータと組み合わせれば、如何なる時にも車両推進に用いる特定のモータユニットを制御するのに使用できる。もし、車両の速度及び作動回路に流す必要な体積容量を知れば、これらのパラメータは、結合するモータユニットを容易に制御するのに利用できる。また、他の車両パラメータを利用することができる。例えば、加速器位置センサは、流量制御弁を通る体積流量に対応する情報を提供できる。また、車両加速及び車輪トルクセンサは結合モータユニットの数を制御するのに必要な情報を提供するのに利用できる。更に、シーケンス弁を備える他の形式の弁構成を、他の形式の弁構成として広く知られている種々の電磁弁の代わりに使うことができることは明らかである。
以上、本発明の好適な実施形態に関して述べてきたが、本発明の精神から逸脱することなく本発明の油圧駆動装置に対し種々の変更及び／又は修正を成し得ることは容易に理解できよう。概説すれば、本発明は以下の請求項の記載範囲によって限定されることを意図したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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