CN101449086A - 液压驱动系统及其改进的过滤器子系统 - Google Patents

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CN101449086A CNA2007800187181A CN200780018718A CN101449086A CN 101449086 A CN101449086 A CN 101449086A CN A2007800187181 A CNA2007800187181 A CN A2007800187181A CN 200780018718 A CN200780018718 A CN 200780018718A CN 101449086 A CN101449086 A CN 101449086A
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Abstract

本发明涉及一种液压驱动系统(11)，其类型为包括：静液压泵－马达单元(35)，所述泵－马达单元(35)具有泵送模式和马达模式，在所述泵送模式中所述单元从其端口(A)对高压蓄能器(41)加压，在所述马达模式中，所述单元由来自所述高压蓄能器的加压流体驱动。所述系统还包含与所述泵－马达单元(35)的相对端口(B)连通的低压源(39)，以及设置在它们之间的过滤器回路(107)。所述过滤器回路(107)限定当所述单元处在所述泵送模式中时从所述低压源(39)至所述端口(B)的、不受限制的第一流动路径，以及当所述单元处在所述马达模式中时从所述端口(B)至所述低压源(39)的第二流动路径。所述第二流动路径包括串联经过过滤器截止阀(121)和过滤器(127)的一个路径部分(125)，以及与之并联的、经过受控制的流量限制器(135)的另一路径部分。这样，仅在所述马达模式期间进行过滤，且被过滤的流体的百分比能够预先确定。

Description

液压驱动系统及其改进的过滤器子系统
相关申请的交叉引用
本申请是Rodney V.Singh于2004年4月21日提交的、发明名称为“液压驱动系统及其改进的过滤器子系统(Hydraulic Drive System AndImproved Filter Sub-System Therefore)”的、共同待决的美国申请10/828,590的部分继续(CIP)申请，该美国申请10/828,590是Rodney V.Singh于2003年7月22日提交的、发明名称为“液压驱动系统及其改进的过滤器子系统(Hydraulic Drive System And Improved FilterSub-System Therefore)”的、共同待决的美国申请10/624,805的部分继续(CIP)申请。
技术领域
本发明涉及一种液压驱动系统，其类型为包含泵-马达单元，该泵-马达单元在车辆运行周期的一部分期间作为泵运行，而在车辆运行周期的另一部分期间作为马达运行。更具体地，本发明涉及一种用于控制所述驱动系统的改进的控制回路，以及用在这种液压驱动系统中的过滤器子系统。
背景技术
尽管本发明的控制回路和过滤器子系统可以用在各种类型的液压驱动系统中——包括在车辆运行周期的至少大部分期间有效地用作车辆主传动装置的这种驱动系统，但是本发明在用在包括车辆液压再生式制动系统的一部分的液压驱动系统上时特别有利，并且将与之结合而对本发明进行描述。
在具有再生式制动能力的车辆液压驱动系统中，仅作为示例地假定，车辆是后轮驱动类型的，主驱动扭矩从发动机传出，经过常规的机械传动装置，然后通过常规的传动系而传递至后驱动轮。在制动期间(即在“减速-加速”循环的制动部分期间)，运动中的车辆的动能由静液压泵-马达单元转化，所述泵-马达单元被命令在其泵送模式下运行，泵-马达单元对高压蓄能器充压/充能。当车辆随后加速时，所述静液压泵-马达单元被命令在其马达模式下运行，储存在高压蓄能器中的高压被传送至所述泵-马达单元。作为马达运行的泵-马达单元所得的输出扭矩现在被传递至车辆传动系。
本领域的普通技术人员将理解，本发明之所以特别适于用在上述类型的、具有再生式制动能力的驱动系统中，是由于多个原因。第一，此种系统通常不仅包括所谓的高压蓄能器，而且包括低压源——包含但不限于开放式贮液器或低压蓄能器。然而，驱动系统中高压蓄能器和低压源的存在使得驱动系统的构造和控制的某些方面变得复杂化。第二，在一部分车辆周期中在泵送模式下运行而在一部分车辆周期中在马达模式下运行的泵-马达单元的存在，将某些附加的要求和复杂性引入驱动系统及其控制中。
在用于实现再生式制动的、本发明所涉及的类型的液压驱动系统中已经发现的复杂性中的一个是，必须确保油的适当过滤。在常规的闭环液压传动装置中或HST(即泵和马达的组合)中，在正常推进工作周期中，泵几乎总是用作泵，而马达几乎总是用作马达。在此种闭环HST系统中，通常在某些情况下排出的流体被引导经过并行的回路(包括诸如热交换器和过滤器)，在这之后流体通常通过加料泵返回闭环回路。
在本发明的液压驱动系统中，不是具有单独的泵单元和马达单元，而是具有上述泵-马达单元。考虑到用在本发明的液压驱动系统中的类型的泵-马达单元的双模式能力，仅利用闭环HST系统中通常采用的、前述“并行路径”类型的过滤器回路是不可行的。此外，典型闭环HST系统中的流体流动“方向”在其整个运行周期中保持相同，但是在本发明所涉及类型的液压驱动系统中，整个液压系统的许多部分在一种运行模式(例如减速)期间“看到”流体沿一个方向流动，而在另一种运行模式(例如加速)期间“看到”流体沿相反方向流动。如液压回路技术领域中的普通技术人员所公知的，在当正常工作时经历流动逆转的回路中采用传统的过滤器元件是不可行的。
仅以示例的方式，在本发明涉及类型的液压驱动系统中，不建议将过滤器回路或过滤器元件与泵-马达单元的入口以串联流动的关系设置。当泵-马达单元在泵送模式下运行时，与泵入口串联的过滤器元件的存在(特别是在过滤器元件已经收集了相当多的杂质颗粒之后)会限制泵入口的流量，从而导致(在泵送模式中)单元的气蚀以及发自整个驱动系统的过大的、不希望的噪音。同时，(当泵-马达单元在马达模式下运行时)不建议将过滤器元件与泵-马达单元的出口以串联流动的关系设置，因为一个结果将是所述单元上的总压降增加，从而降低驱动系统的整体效率。另一个不希望的结果将是，随着过滤器元件收集杂质颗粒，所述单元上的压降将会变化，因此，整个系统性能也将变化。如果(在马达模式下)过滤器元件与所述单元的出口串联设置，则过滤器元件将破裂，且灾难性地污染整个系统。此外，因为涉及大的流量，过滤器元件将不得不比所预期的尺寸大——特别是对于汽车应用场合。
发明内容
因此，本发明的目的是提供可与车辆液压再生式制动系统结合使用类型的、克服现有技术上述缺点的改进的液压驱动系统及其控制回路。
本发明的另一目的在于，提供这样改进的液压驱动系统，该液压驱动系统包含过滤器子系统，该过滤器子系统在泵-马达单元处在泵送模式和马达模式中时都能够满足所述系统和泵-马达单元的要求，且不会随着过滤器元件收集杂质颗粒而重大地改变系统性能。
本发明的再一目的在于，提供实现上述目的的这样改进的过滤器子系统，该过滤器子系统限定两个不同的流动路径，第一流动路径设计用于在泵-马达单元作为泵运行时提供较少的流动限制，而第二流动路径设计用于在所述单元作为马达运行时实现受控制的过滤。
本发明的以上和其它目的通过提供适于用在车辆上的改进的液压驱动系统来实现，所述改进的液压驱动系统具有发动机和传动系，所述传动系可操作用以将驱动扭矩从发动机传递至驱动桥。所述驱动系统包含静液压泵-马达单元，该静液压泵-马达单元在泵送模式中可操作用以接收来自传动系的驱动扭矩，而在马达模式中可操作用以将驱动扭矩传递至传动系。高压蓄能器通过模式阀装置与所述泵-马达单元的第一端口流体连通，由此，当泵-马达单元处在泵送模式中时，加压流体被从泵-马达单元传送至高压蓄能器。当泵-马达单元处在马达模式中时，加压流体被从高压蓄能器传送至泵-马达单元。低压源与所述泵-马达单元的第二端口流体连通。
所述改进的液压驱动系统的特征在于设置在所述低压源和所述泵-马达单元之间的过滤器回路。所述过滤器回路限定当所述泵-马达单元处在所述泵送模式中时从所述低压源至所述第二端口的比较不受限制的第一流动路径。所述过滤器回路限定当所述泵-马达单元处在所述马达模式时从所述第二端口至所述低压源的第二流动路径。所述第二流动路径包括串联经过过滤器截止阀和过滤器元件的一个路径部分，以及与之并联的、经过受控制的流量限制器的另一路径部分，由此，来自所述第二端口的所述流体流量的一部分流经所述过滤器元件，而来自所述第二端口的所述流体流量的其余部分流经所述受控制的流量限制器。
根据本发明的更特别的方面，所述液压驱动系统的特征在于由所述过滤器回路限定的、比较不受限制的第一流动路径不包括过滤器截止阀和过滤器元件。
附图说明
图1是本发明的液压驱动系统所特别适用的那一类型的整个车辆驱动系统的示意图。
图2是本发明的液压驱动系统的液压示意图，该液压驱动系统包括本发明的控制回路和过滤器子系统，其中仅以示意的框图形式示出过滤器子系统。
图3是详细的液压示意图，示出包括本发明的一个重要方面的过滤器子系统的优选实施方式。
图4是本发明的过滤器子系统的优选实施方式的局部剖示的局部视图。
具体实施方式
现在参见附图。所述附图并非意在限制本发明。图1示出本发明的液压驱动系统所特别适用的那种类型的车辆驱动系统。在图1中示意性示出的车辆驱动系统具有四个驱动轮W，然而应该理解，本发明不限于具有四轮驱动装置(或甚至四个驱动轮)的车辆，而是也可以用于仅具有两轮驱动装置的车辆，并且在此情况下，所述两个驱动轮可以是后驱动轮，也可以是前驱动轮。与各驱动轮W可操作地联接有传统类型的车轮制动器B——其细节不形成本发明的一部分，且车轮制动器B将仅在下文中简要提及。优选地，车轮制动器B是本领域的普通技术人员所公知类型的整个EHB(电液制动器)系统的一部分，而且是商业上可得到的。
所述车辆包含整体以11表示的、包含车辆发动机13和变速器15的车辆驱动系统。应该理解，发动机13和变速器15的特定类型及其构造细节以及驱动系统布局等不形成本发明的一部分——但在所附权利要求中特别述及的除外，因此，文中对之不作详细描述。进一步地，本发明甚至不特别限于与一般意义的“发动机”一起使用，而是应该理解为，在本发明的范围内，“发动机”将意指并包含任何类型的动力源或其它原动机。
从变速器15向后延伸的是整体以17表示的传动系。在该实施方式中，仅作为示例，传动系17包含前向传动轴19、中间传动轴(在图1中不可见)、后向传动轴23、轮间差速器25以及左和右后桥半轴27和29。通过接着阅读和理解本说明书，本领域的普通技术人员将理解，传动系17被示出和描述为包括轴19和23，主要是为了利于理解整个车辆驱动系统11，而非是作为限制。
在该实施方式中，驱动系统11还分别包含左和右前桥半轴31和33。仍然主要参见图1，在已经描述的且相当常规的“机械”元件之外，驱动系统11还包含整体以35表示的静液压泵-马达单元，而设置在泵-马达单元35之前的是阀组(valve manifold)37。连接至阀组37的前部的是低压源39——在图1和2中示出为低压蓄能器，而连接至阀组37的后部的是高压蓄能器41，但是该特定布置能够颠倒过来、或改变、或以某种其它方式重新布置。应当理解，阀组37(除非下文提到的)以及蓄能器39和41的具体设计和细节不是本发明的本质特征，因此在文中未示出或描述其各自的构造细节。而是将结合图2的系统示意图简要描述各自的大致功能和操作，但是仅达到作为用于说明本发明控制回路和过滤器子系统的“环境”来描述液压驱动系统的多种工作模式所必需的程度。本领域的普通技术人员还应理解，在图1和2中示出为在闭环回路中使用的低压蓄能器的低压源39也可以是用于开环回路中的开放的贮液器。因此，在本说明书中此后对低压蓄能器的所有提及仅是为了容易描述，而非对本发明的任何限制。
仍然主要参考图1，将稍微详细地说明泵-马达单元35，以利于理解图1中示出的整个液压驱动系统。泵-马达单元35包含整体以43表示的离合器组件部分，以及整体以45表示的泵-马达部分。可以看到，中间传动轴完全延伸穿过静液压泵-马达单元35，并且优选地在其前端处具有用于连接至前向传动轴19的万向联轴器(这里未示出)。类似地，中间传动轴优选地在其后端处具有用于连接至后向传动轴23的万向联轴器(这里也未示出)，但是在本发明的范围内，所示出和描述的具体布置能够颠倒过来或以某种其它方式改变。
现在主要参见图2，应该理解，除泵-马达单元35和两个蓄能器39和41之外，在图2的液压示意图中示出的其它东西通常都包含在阀组37中(见图1)，或连接至阀组37。还应当理解，只要泵-马达单元35处在中间(零排量)状态(这是车辆不处于减速-加速循环中的情况)，在泵-马达单元35和所述两个蓄能器39和41之间，在图2所示的液压系统中就没有大的流动。然而，如这种系统的领域的普通技术人员所公知的，因为在蓄能器39和41的每一个上的预充压，所以如随后将详细讨论的，即使当泵-马达单元35处在其中间状态，系统也保持“加压”状态。
所述包含在阀组37内的液压系统(如图2中所示)包含模式控制阀81、以及与该模式控制阀可操作地相联接的分级节流控制阀(step-orificecontrol valve)83和螺线管型模式导向阀85。接着将在一定程度上更详细的说明阀81、83和85的功能和操作，然而下文对阀81、83和85的所述内容仅是为了阐述和实现本发明，而非对本发明的限制。
泵-马达单元35是可变排量类型的，因此，包含某种排量调节装置，诸如图2中所示类型的、以87和89表示的一对流体压力伺服致动器。伺服致动器87和89液力地连接至典型的电液控制器91的出口。控制器91的功能是将来自管道93的加压流体适当地连通至伺服致动器87或89之一，以获得旋转斜盘(swashplate)95的所需角度和移位，所有这些对于泵和马达领域(尤其是轴向活塞泵领域)的普通技术人员都是公知的。本发明所涉及类型的液压驱动系统领域的普通技术人员将理解，和典型的HST系统一样，从泵-马达单元35的旋转斜盘95能够有机械反馈到达控制器91上。然而，优选地，至控制器91的反馈、甚至对旋转斜盘95的位置的指示都以电子的方式实现。应该理解，任何类型的反馈都在本发明的范围内。
在高压蓄能器41和电液控制器91之间串联设置有隔离阀97，隔离阀97如在图2中示出的，优选为螺线管磁铁操作的提升阀类型的阀。当液压驱动系统11运行时，隔离阀97为“ON(开)”状态，即高压自由地从高压蓄能器41传送至控制器91。当液压驱动系统11为“OFF(关)”状态时，隔离阀97被弹簧偏压至图2所示的位置，其中该隔离阀使泵-马达单元35和控制阀91与高压蓄能器41保持液压“隔离”，从而当所述系统不运行时使蓄能器41不会通过控制器91“泄漏(leak down)”。所谓驱动系统为“OFF(关)”状态应理解为意指并包括车辆运行周期中当车辆不处在减速-加速循环中时的那部分，以及当车辆根本不运行(发动机“关闭/熄火”状态)时的那些时间。
继续参考图2，驱动系统11包括整体以99表示的旁通阀组件，该旁通阀组件还可以称为“卸压”阀或“降压”阀，这些术语在阀领域是公知的。这样，旁通阀组件99在发动机为“关闭”状态(在管道93、109和111中不存在驱动压力)时将使泵-马达单元35“卸压”，使得不会非故意地将扭矩传递至传动系17。如液压回路领域的普通技术人员所公知的，通常将在这种回路中包含旁通阀组件99以使泵-马达单元35“卸压”。相信本领域普通技术人员能够确定特定子系统(诸如旁通阀组件99)的特定设计和运行。
液压驱动系统11还包含整体以101表示的安全阀，该安全阀如图2所示被弹簧偏压至关闭位置。安全阀101的入口与管道103连通，管道103将该入口与高压蓄能器41的端口和模式控制阀81的入口相互连接。只要管道103中的压力超过预先设定的最大值，安全阀101就被偏压(图2中向下)至使得从管道103能够连通至管道105(如在下面将变得更清楚的，其可以看作是所述系统的“低压”侧)的位置。最后，仍参见图2，液压驱动系统11包含整体以107表示的过滤器回路，下文将更详细地对其进行描述。
现在同时参见图2和图3，可以看到泵-马达单元35包括以A表示的端口，端口A由管道109连接至模式控制阀81。所述单元35还包括以B表示的端口，端口B通过管道111与过滤器回路107流体连通，且也与管道105流体连通，从而，如前所述，管道105和111包括系统的“低压”侧。如从后续的说明可以看到的，当泵-马达单元35处在泵送模式时，端口A是出口端口(见图2和3中泵标志中的箭头)，而当单元35处在马达模式中时，端口A是加压的入口端口而端口B是排放的出口端口。
再主要参见图2，将简要描述液压驱动系统11的大致运行。如前所述，当车辆既不减速也不加速时，泵-马达单元35(图1的泵-马达部分45)与中间传动轴脱离(de-clutch)，且图1中示出的整个车辆驱动系统以如同液压驱动系统11不存在那样的方式运行。
当车辆驾驶者开始执行制动操作时，其中一个结果是离合器组件部分43被致动，从而泵-马达单元35现在与传动轴咬合，并且适当的命令被传送至电液控制器91，使旋转斜盘95沿一方向移位，从而使得(随着车辆向前运动，)传动系17的转动导致泵-马达单元35将加压流体从端口A泵送至管道109。如同现在液压再生制动系统领域普通技术人员所公知的，旋转斜盘95的移位(以及，因此传动系17每转的流体输出)通常与车辆驾驶者压下制动踏板的程度成比例。如何与由驾驶者施加的制动扭矩或制动踏板的移位成比例地设定旋转斜盘95的移位，是本领域的普通技术人员所公知的，然而选择用于设定旋转斜盘95的移位的具体方式或标准对于本发明不是至关重要的。
当泵-马达单元35处在泵送模式时，通过管道109流体连通的加压流体使模式控制阀81中的提升阀芯构件113移位，从而使加压流体流入管道103，且从那里对高压蓄能器41加压。在该实施方式中，仅以示例的方式，高压蓄能器41是充气类型的。必需维持流体压力，使得在高压蓄能器41中总保持最少量的油(从而使得在管道93和103中总是有最小的压力(charge))。在典型的减速循环的末期，高压蓄能器41被充压至最大系统压力，通常约为5000psi。
在完成制动循环的减速部分时，当车辆驾驶者释放制动踏板并开始压下加速器时，适当的信号被传递至电液控制器91，该电液控制器命令泵-马达单元35从(前述)泵送模式转变至马达模式。在马达模式，旋转斜盘95被设置在与当单元处在泵送模式时所处的位置相对的偏角上(即旋转斜盘“越过中心(over-center)”)。当泵-马达单元35处在马达模式时，旋转斜盘95移位，使得经过泵-马达单元35(从端口A至端口B)的流动导致泵-马达单元35将扭矩传至传动系17，以在对应于车辆向前运动的方向上驱动传动系17。在此实施方式中，仅作为示例，模式控制阀81构造为使加压流体总是能够从管道109流至103(即泵送模式)。然而，仅当模式导向阀85接收到传达至其螺线管的适当输入信号时，才有适当的引导信号115辅助开启提升阀芯构件113，以允许高压流体从蓄能器41经过管道103、然后经过管道109比较不受限制地流至泵-马达单元35的端口A。
在此实施方式中，仅作为示例，低压蓄能器39也是充气类型的，并且在泵-马达入口端口B处(在此实施方式中、且仅作为示例)总是维持大约50psi的最小入口充填压力。甚至在发展到所述循环的减速部分的末期、单元35已经给高压蓄能器41聚压之后也是如此。在循环的减速部分完成之后，当低压蓄能器39容纳几乎所有油时，低压蓄能器39中的压力——在此实施方式中、且仅作为示例——升高至大约150psi。
现在主要参见图3，描述过滤器回路107。尽管前面提到管道105和111包括系统的低压侧，但是应该理解，由于低压蓄能器39的存在，管道111中的压力在系统的正常运行期间永远不会像许多液压系统中的情形一样处在大致为零的压力下或处在贮液器压力下。相反，如前所述，但仅作为示例，在此实施方式中，低压蓄能器39确保管道117和111维持在至少大约50psi的压力下。从图2可以也可以看到，低压蓄能器39的端口通过管道117(在图3中部分地示出)与过滤器回路107相连通。
另外，如果将开放的贮液器用在液压驱动系统中作为低压源39来代替如前所述的、在图1和2中示出的低压蓄能器39，则需要将加料泵(未示出)合并到所述系统中。所述加料泵(未示出)将对泵-马达单元35的入口提供充填压力，以防止气蚀并确保管道117和111维持在最低压力下。
现在参考图3，结合图4，过滤器回路107通常设置在过滤器组件内，该过滤器组件仅在图3中示意性示出，但在图4中示出为阀套，且整体以119表示。在过滤器组件119中，设置有两位双通过滤器截止阀121，该过滤器截止阀121被弹簧偏压至开放位置(图3所示的流通位置“F”)，但是该截止阀121可以通过任何适当的装置(例如把手123)人工移位至阻断流体经过的位置(图3所示的隔离位置“I”)。当过滤器截止阀121处在图3所示的开放位置时，低压流体可从管道111流至管道125，该管道125在图3中示出为由于如后所述的原因而在过滤器组件119外侧延伸。管道125与过滤器元件127的“入口”侧流体连通，而过滤器元件127的“出口”通过管道129连接至止回阀131(该止回阀131防止经过过滤器元件127的回流)，且从此处连接至管道117。
管道111还与整体以133表示的节流孔和阀的组件(orifice and valveassembly)的一个端口连通，该组件133的另一端口与管道117开放连通。在节流孔和阀的组件133中的是包括固定流量孔135和止回阀137的并行路径布置，其功能将在下文描述。
根据本发明的一个重要方面，以及如下文将更详细描述的，本发明的目的之一通过提供过滤器回路107而实现，如图3中所示，其中流体仅在泵-马达单元35处于其马达模式时流经过滤器元件127，但是当泵-马达单元35处在其泵送模式时，过滤器回路107对从低压蓄能器39至泵-马达单元35的入口端口(端口B)的流体流动提供比较小的限制。
现在将在一定程度上更详细地描述本发明的过滤器回路107的运行。当泵-马达单元35处在其泵送模式时，低压流体(在此实施方式中从开始时的大约150psi下降至大约50psi)从低压蓄能器39流经管道117，但是被止回阀131阻断而不能流经过滤器元件127。因此，在此经过过滤器回路107的“第一流动路径”中，所有来自低压蓄能器39的流量流经管道117然后流经节流孔和阀的组件133。组件133的布局(通过打开(unseat)止回阀137)提供了经过组件133、然后通过管道111流至泵-马达单元35的入口端口(端口B)的比较不受限制的流动路径。在上述第一流动路径中，流量中的一些经过固定流量孔135，但是，通常，泵送模式中流量的大部分将经过打开的止回阀137。
当泵-马达单元35切换至马达模式，使得端口B现在是泵-马达单元35的出口端口时，经过管道111的流量流经“第二流动路径”，借助于该“第二流动路径”流体返回至低压蓄能器39。该第二流动路径包含并行/并联的两个路径部分。第一路径部分流经过滤器截止阀121，然后经过管道125和过滤器元件127，然后经过管道129并经过打开的截止阀131到达管道117。另一路径部分流经节流孔和阀的组件133，但是沿着现在所述的方向仅能流经固定流量孔135，然后到达管道117，与已经经过过滤器元件127的流体重新结合。
因此，通过适当地选择过滤器元件127，以及固定流量孔135——相信这完全在液压领域普通技术人员的能力之内，可以在马达模式中使大致为预先确定的百分比的流量流经过滤器元件127。在该实施方式的发展过程中，以及仅作为示例，在马达模式中大约百分之八十(80％)的流量经过固定流量孔，而(从端口B至蓄能器39的总流量的)其余百分之二十(20％)经过过滤器元件127。如本领域的普通技术人员所公知的，这些相对百分比能够改变，以例如在一方面实现较大程度的过滤的目的，或在另一方面实现经过过滤器回路107的减小的压降的目的。
由于经过过滤器元件127的流动仅在泵-马达单元35的马达模式期间出现，以及由于低压蓄能器39维持相对比较恒定的低压，由于系统设计者知道过滤器元件127将在所有时间内都仅承受已知的、相对恒定的、相对比较低的压力，所以可以适当地选择过滤器元件127。如果过滤器元件127周期性地承受高得多的压降，将要求更结实、更昂贵的过滤器装置以及过滤器元件材料。
如前所述，本发明的过滤器回路107通过只要单元35处于其泵送模式中时就提供到达泵-马达单元35的入口(端口B)的比较不受限制的流动路径而实现本发明目的中的一个。此种在泵送模式下通向入口的不受限制的低压流动对于在泵送模式期间防止气蚀、以及尤其是在本发明的液压驱动系统11被用作液压再生制动系统的一部分时和/或所述驱动系统11被用作公路(on-highway)车辆的一部分时所导致的噪音是特别重要的。如车辆领域中普通技术人员所公知的，在大多数车辆上使噪音最小化是重要的，尤其是对于公路车辆更是如此。如所公知的，气蚀将损坏泵-马达单元的各个部分，从而降低驱动系统的使用寿命。
本发明的过滤器回路107的另一优点是，如果并且当无论何时过滤器元件127部分地或甚至完全被杂质颗粒堵塞，也仍有可用的、单独的流动路径(经过固定流量孔135)，因此不会出现来自或流往泵-马达单元35的流动完全被阻断的情况。此外，过滤器元件127和固定流量孔135之间的关系预先确定了当过滤器元件127逐渐被杂质颗粒填充时流动是如何从过滤器元件127完全转移到孔口135并经过孔口135的。在压降的增加非常微小的情况下，来自端口B的全部流量通过孔口135返回至低压蓄能器139。
另外，关于过滤器元件127被杂质颗粒充分堵塞的问题，在图3中可以看到，过滤器回路107包含整体以139表示的压力致动式继电设备。继电设备139从管道117接收监控信号/领示信号141，也从管道125接收监控信号143。如果监控信号141和143之间的压力差(在马达模式中，143应当总是高于141)足以克服偏压弹簧145的力，则设备139中的继电器关闭，从而将电信号147发送至适当的报警设备，诸如电子控制器或驾驶室中的报警灯或蜂鸣器。
根据本发明的另一方面，(当被杂质颗粒充分堵塞时)过滤器元件127的更换可在无需使图2所示的闭环液压驱动系统11减压和排空的情况下进行。如此种闭环驱动系统领域中的普通技术人员所理解的，低压侧总是被加压使流体使用寿命很长。所述压力根据低压蓄能器39中流体的量而从低到高摆动(例如，在此实施方式中，在50psi和150psi之间)。甚至在车辆发动机处在“关闭”状态时也是如此。
当希望以新的、干净的过滤器元件更换过滤器元件127时，在该实施方式中，只需压下把手123、将过滤器阀121从图示位置向左移动至阻塞从管道111至管道125的流动的位置就够了。在本发明的范围内，偏压过滤器截止阀121的弹簧和把手123能够回动。一旦阻断了流向管道125的流动，液压驱动系统11的其余部分就从包含管道125和129以及过滤器元件127的路径部分隔离。因此，于是可以更换过滤器元件127，并且作为结果任何流体都从管道125或129排出，能够通过放气孔和填充阀149(见图2)、以及也通过在将新的过滤器元件安装在回路中以前对其预先进行填充来再填充过滤器路径部分(管道125)。
对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，本发明过滤器回路107的另一优点是“调节能力”的容易性，即在驱动系统11的未来模型上，容易改变流经过滤器元件127的流体流量的百分比与流经固定流量孔135的流体流量的百分比的比值。例如，固定流量孔135能够包括节流孔构件，使得整个过滤器回路107和过滤器歧管119等能够保持相同，而其中对于驱动系统的预期的未来模型的改变仅是以其它节流孔构件来代替一个特定尺寸的节流孔构件，该其它节流孔构件提供不同尺寸的固定流量孔135，并因此提供(从端口B至蓄能器39的)总流体流量的经过滤器元件127的不同百分比。
在前面的说明书中很详细地描述了本发明，并且相信在阅读和理解所述说明书的基础上，本发明的各种变型和修改对本领域的普通技术人员将是显而易见的。只要这些变型和修改落在所附权利要求的范围之内，就应认为所有这些变型和修改都包含在本发明中。

Claims (4)

1.一种适于用在车辆上的液压驱动系统，所述液压驱动系统具有发动机和传动系，所述传动系可操作用以将来自所述发动机的驱动扭矩传递至驱动桥，所述驱动系统包括：静液压泵-马达单元，所述泵-马达单元在泵送模式中可操作用以接收来自所述传动系的驱动扭矩，而在马达模式中可操作用以将驱动扭矩传递至所述传动系；高压蓄能器，该高压蓄能器通过模式阀装置与所述泵-马达单元的第一端口流体连通，由此，当所述泵-马达单元处在所述泵送模式中时，加压流体被从所述泵-马达单元传送至所述高压蓄能器，而当所述泵-马达单元处在所述马达模式中时，加压流体被从所述高压蓄能器传送至所述泵-马达单元；低压源，该低压源与所述泵-马达单元的第二端口流体连通；其特征在于：
(a)在所述低压蓄能器和所述泵-马达单元之间设置有过滤器回路；
(b)所述过滤器回路限定当所述泵-马达单元处在所述泵送模式中时从所述低压源至所述第二端口的比较不受限制的第一流动路径；
(c)所述过滤器回路限定当所述泵-马达单元处在所述马达模式中时从所述第二端口至所述低压源的第二流动路径；以及
(d)所述第二流动路径包括串联经过过滤器截止阀和过滤器元件的一个路径部分，以及与之并联的、经过受控制的流量限制器的另一路径部分，由此来自所述第二端口的流体流量的一部分流经所述过滤器元件，而来自所述第二端口的所述流体流量的其余部分流经所述受控制的流量限制器。
2.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，所述受控制的流量限制器相对于所述过滤器截止阀而选择和确定尺寸，从而使所述来自所述端口的流体流量的一部分近似包括来自所述端口的总流体流量的预先设定的百分比。
3.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，所述过滤器截止阀包括两位双通阀，所述两位双通阀包括限定所述一个路径部分的流通位置，和阻断从所述端口通过所述过滤器元件的流动的隔离位置，由此，当所述过滤器截止阀处在所述隔离位置时，所述过滤器元件能够被更换而无需将流体从所述液压驱动系统的其余部分排出。
4.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，由所述过滤器回路限定的比较不受限制的第一流动路径不包括所述过滤器阀和所述过滤器元件。
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