JP2009520928A - 流体静力学駆動装置をコントロールする方法 - Google Patents

流体静力学駆動装置をコントロールする方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、流体静力学駆動装置(1)をコントロールする方法に関する。前記流体静力学駆動装置(1)は、液圧ポンプ(3)及び液圧エンジン(7)を包含する。また前記流体静力学駆動装置(1)は、エネルギーの蓄積及び取り戻しのための第1及び第2のリザーバ(40,41)も包含する。圧力エネルギーは、第1のリザーバ(40)内に蓄積される。第1のリザーバ(40)内に蓄積された圧力エネルギーを取り戻すために、前記第1のリザーバ(40)が液圧ポンプ(3)の吸い込み側に接続される。液圧エンジン(7)の下流側作動ライン(8,9)が、第2のリザーバ(41)に接続される。加えて、前記液圧エンジン(7)の下流側作動ライン接続(9,8)が液圧ポンプ(3)の吸い込み側から分離される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、蓄積されたエネルギーの取り戻しを伴う流体静力学駆動装置をコントロールする方法に関する。
流体静力学駆動装置は、しばしばユーティリティ・ビークルを駆動するために使用される。その点について言えば、流体静力学駆動装置を経由して、制動動作の間に運動エネルギーの一部を蓄積すること、及びその後に続いてそれを回収することが可能である。1つの方向だけに送り出しをもたらすことが意図された液圧ポンプを伴う閉回路内における流体静力学駆動装置の使用が、特許文献1の中で提案されている。液圧ポンプを液圧エンジンに接続する送り出し側の作動ラインが、高圧リザーバに接続される。低圧リザーバとして構成され、液圧ポンプに関して吸い込み側にある作動ラインに接続された第2のリザーバが存在する。高圧リザーバは送り出し側の作動ラインに、低圧リザーバもまた吸い込み側の作動ラインに、それぞれ恒久的に接続される。通常の牽引型の動作の間は、液圧ポンプが送り出し側の作動ライン内への送り出しをもたらす。液圧エンジンは調整可能であり、移動の目的のために第1の方向にスイング・アウトされる。ビークルがオーバーラン・タイプの動作に移ると、まず初めに液圧ポンプの吸収体積がゼロの方向に調整される。制動作用を達成するために、液圧エンジンがその後、逆方向にスイング・アウトされる。この結果として、前記液圧エンジンが、液圧ポンプに関して送り出し側にある作動ライン内への送り出しをもたらす。
圧力媒体が、前記液圧ポンプ内に、後者の送り出しの方向とは逆の方向に流れ込むことを防止するために逆止バルブが作動ライン内に備えられる。液圧エンジンによって送り出される圧力媒体は、相応じて高圧リザーバに送り出される。ビークルの運動エネルギーが、それによって圧力エネルギーに変換され、高圧リザーバ内の圧力の増加を伴う。低圧リザーバからの圧力媒体の取り出しによって体積流量の平衡が生じる。
蓄積されたエネルギーが回収されることになる場合には、圧力媒体が高圧リザーバから除去される。液圧エンジンが、このとき、以前の牽引型の動作のときの最初の方向に再びスイング・アウトされる。圧力媒体の圧力が、液圧エンジンを経由して解放されるとき、後者が、出力モーメントを発生する。液圧エンジンを通じて運ばれている圧力媒体は、体積平衡目的のために低圧リザーバに送り出される。
周知の駆動装置の欠点は、圧力媒体を取り出す目的のために、高圧リザーバから直接液圧エンジンに負荷が掛けられることである。提案されている運動エネルギーの取り戻しを伴う駆動装置においては、液圧エンジンを、その中立位置を超えて傾ける必要もある。この過程において、液圧回路内の流れの方向が部分的に逆転される。圧力媒体が液圧エンジンに直接供給されることから、高圧リザーバ内の圧力の利用によるモーメント、さらにまた液圧ポンプを駆動するエンジンのトルクも追加が可能でない。
オーストラリア特許出願公告明細書 395 960 B
本発明の目的は、蓄積されたエネルギーの取り戻し、駆動エンジンによる駆動モーメントの送り込みが同時に可能となる液圧駆動装置をコントロールする方法を提供することである。
この目的は、請求項1の特徴を有する本発明に従った方法によって達成される。
本発明に従った流体静力学駆動装置をコントロールする方法においては、液圧ポンプ及び液圧エンジン、さらにまたエネルギーの蓄積及び取り戻しのための第1及び第2の液圧リザーバが、流体静力学駆動装置の閉回路内において互いに接続される。本発明によれば、圧力エネルギーが第1のリザーバ内に蓄積される。この蓄積されたエネルギーを取り戻す目的のために、第1のリザーバが液圧ポンプの吸い込み側に接続される。加えて、体積流量の平衡を達成するために液圧エンジンの下流側接続が第2のリザーバに接続される。たとえば制動動作の間に、運動エネルギーが圧力エネルギーの形式で蓄積される第1のリザーバの接続の結果として、前記圧力エネルギーを、再び駆動に利用可能にすること、したがって回収することが可能になる。その過程においては、第1のリザーバ内に蓄積された加圧された圧力媒体によって、液圧ポンプの吸い込み側に圧力の上昇がもたらされる。液圧ポンプの吸い込み側におけるこの圧力の上昇の結果として、液圧ポンプを駆動する主駆動エンジンの必要駆動出力が下げられる。通常は駆動エンジンだけによって発生されなければならない圧力差が減少され、駆動エンジンの部分で主に消費されることになるエネルギーが、それによって下げられる。加えてこの手順は、第1のリザーバ内に蓄積される圧力エネルギーが液圧エンジンの駆動のために利用可能になるだけでなく、駆動エンジンの駆動モーメントが、さらに液圧ポンプに供給されることも可能にするという利点も提供する。モーメントの追加が生じる。液圧ポンプにおいては、液圧エンジンに作用する圧力が送り出し側で利用可能になる。
これらの状況の下においては、特に、リザーバが空のときであっても、移動の状況に必要となる適切な圧力を利用可能にすることが可能である。この場合、液圧ポンプに供給されるトルクが相応じて駆動エンジンによって増加される。このモーメントの追加は、第1のリザーバ内に蓄積される圧力エネルギーの取り出しを伴って、有意により柔軟であり、かつこの状況に対してより適切なコントロールを導く。
本発明に従った方法の追加の発展が、従属項の中に示されている。
液圧エンジンの下流側接続が、好適に、まず初めにポンプの吸い込み側から分離され、固定の第1の時間間隔の後に限り、第1のリザーバが液圧ポンプの前記吸い込み側に接続される。前記固定の第1の時間間隔は、バルブの動的な振る舞いに従って好ましく決定される。流体静力学駆動装置内のラインの接続及び分離のためのバルブの作動における時間的順序は、液圧ポンプの吸い込み側に対する第1のリザーバの接続が、液圧エンジンの下流側接続における圧力サージを導かないことを保証する。
圧力エネルギーの取り戻しの間に、液圧ポンプに駆動トルクを負荷することも有利である。一般にはディーゼル内燃エンジンとして設計される駆動エンジンによって発生されるこの種類の駆動トルクを保証することは、前記ディーゼル内燃エンジンが推力型の動作を経過しないことを保証する。この種類の推力型の動作においては、エネルギーが不必要に浪費されることになる。推力型の動作は、存在する圧力エネルギーがディーゼル・エンジンの支持エレメントに抗して作用し、その時点において熱に変換されるという事実を導く。ゼロでない駆動トルクが、したがって、圧力エネルギーの取り戻しの間に常に駆動エンジンによって好ましく発生される。
エネルギーの取り戻しの間に液圧エンジンの吸収体積を固定する目的のため、まず初めに液圧エンジンのモーメントについての予備コントロール値が把握され、液圧エンジンの吸収体積が、この評価済みの予備コントロール値を基礎として把握され、設定される。これを行うとき、その過程において測定された実際の量を考慮に入れて予備コントロール値が好ましく補正される。それによって、まず初めに、適切な根拠でオペレータの指定から把握される予備コントロール値を把握することが可能になる。速度における意図された変更が、駆動スロットルの指定から把握される。その結果、速度におけるこの変更を達成するために必要であり、かつ流体静力学駆動装置によって発生されるべきモーメントが把握される。このモーメントから、続いて当該モーメントの発生のために必要となる液圧エンジンの部分ついてスイングの角度又は吸収体積を把握することが可能になる。
この吸収体積は予備コントロール値を構成し、設定されることになる液圧エンジンのその吸収体積のより精密な適合が、駆動装置内において測定された実際の量を考慮に入れることによって補正される。調整システムは、予備コントロール値に重合される。
前記予備コントロール値を把握するために、問題にしている流体静力学駆動装置が牽引型の駆動装置である場合には、目標ビークル速度及び実際のビークル速度から差分が把握される。
蓄積されたエネルギーを第1のリザーバから取り戻すための動作の終了において、まず初めに前記第1のリザーバが液圧ポンプの吸い込み側から切り離され、固定時間間隔の後に液圧エンジンの下流側接続が液圧ポンプの前記吸い込み側に接続される。その後に限り、液圧エンジンの下流側接続が第2のリザーバから切り離される。この特別な順序は、エネルギーの取り戻しを伴う再生型の牽引型の動作及び通常の流体静力学的な牽引型の動作から変化するときに、牽引出力の中断が回避されることを保証する。この目的のために、特に、第1のリザーバがまず初めに液圧ポンプの吸い込み側から切り離され、その後、液圧エンジンの下流側接続が、前記吸い込み側に接続される。これは、液圧エンジンの下流側接続における圧力上昇を防止する。しかもこの時点においては、低圧リザーバとして構成されている第2のリザーバが、まだ液圧エンジンの下流側接続に接続されたまま残されている。これの結果として、ダンピングが達成され、それによって通常の流体静力学動作への切り換え時における振動の発生が回避される。2番目の時間間隔もまた、基本的にバルブの動力学によって決定される。
いわゆる『リザーバ制動』、すなわちこの場合にポンプとして作用する液圧エンジンによって第1のリザーバ内に圧力エネルギーが蓄積される制動動作への遷移があるときには、制動装置の作動を検出し、かつそれに応答して圧力エネルギーの蓄積を開始すると有利である。この目的のため、制動装置、たとえばユーティリティ・ビークルのブレーキ・ペダルが操作されたとき、まず初めに流体静力学トランスミッションが、一定の伝達比を伴って、より低い吸収体積又はより低い送り出し体積に向けて逆スイングされる。同一の比における吸収体積又は送り出し体積の減少の結果として、伝達比が一定に維持されたまま残され、加速される牽引型の動作と制動動作の間において痙攣的な動きのない遷移が達成される。
本発明に従った方法の実施態様の別の好ましい形式によれば、液圧ポンプの送り出し側、さらにまた第2のリザーバが、制動装置が作動されるときに上流側の接続に接続される。同時に、前記制動装置が作動されるとき、液圧ポンプの吸い込み側、さらにまた第1のリザーバが液圧エンジンの下流側接続に接続される。これによって達成されることは、第1のリザーバがチャージ・アップされる流体静力学的制動に加えて、それと並列の閉液圧回路に、液圧ポンプを経由して圧力媒体が供給されるということである。閉液圧回路に圧力媒体を供給することは、従属的なユニットに対しても同様に、それらに必要な圧力を負荷できることを保証する。さらに、減速目的のために、駆動エンジンの支持モーメントを付加的に使用することが可能である。これらの状況の下においては、制動動作の過程の蓄積動作の間に、ゼロでない送り出し体積を設定することが特に有利である。
減速についてのオペレータの希望に依存して流体静力学的減速動作を設定するために、液圧エンジンの吸収体積が、減速動作の過程でのエネルギーの蓄積の間に、制動装置からの制動信号及び有効圧力差分値に依存する値に設定される。前記有効圧力差分値は、第1のリザーバと第2のリザーバの間の圧力差、さらにまた好ましくは、流体静力学駆動装置のライン・システムを通る圧力降下も考慮に入れる。
液圧エンジン、すなわち前記液圧エンジンの出力シャフトが停止する前に、液圧エンジンの下流側接続が第1のリザーバから、前記液圧エンジンの上流側接続が第2のリザーバから好ましく分離される。これによって、制動モーメントの低減が達成され、停止までの緩やかな減速が可能になる。それに加えて液圧ポンプの送り出し体積が、ゼロに好ましく調整される。
この方法の別の好ましい態様によれば、液圧ポンプに接続された内燃エンジンを始動する目的のために、第1のリザーバが、前記液圧ポンプの吸い込み側に接続される。それによって、たとえば、ディーゼル内燃エンジンを始動する目的のために、前記ディーゼル内燃エンジンに接続された液圧エンジンに、第1のリザーバから圧力媒体を負荷することが可能になる。その後、液圧ポンプが液圧エンジンとして作用し、駆動エンジンを始動するために必要なトルクを発生する。
さらに、液圧ポンプが駆動エンジンによって駆動される場合に、必要であれば、第1のリザーバ内に圧力エネルギーを蓄積する目的のために、液圧ポンプの送り出し側が前記第1のリザーバに接続されると好ましい。これによって、制動動作の間に第1のリザーバ内に圧力エネルギーを蓄積することが可能であるだけでなく、圧力エネルギーが、リザーバ制動と独立に前記第1のリザーバ内にストアされることが可能になる。したがって、たとえばディーゼル内燃エンジンの停止に先行して第1のリザーバが完全にチャージ・アップされることが可能であり、その結果、どのような場合においても第1のリザーバ内の充分な圧力がその後に続く始動動作のために利用できる。またたとえば、実際の流体静力学駆動装置が、単にディーゼル内燃エンジンの部分負荷の動作だけに必要である場合には、前記ディーゼル内燃エンジンを全負荷の領域において動作させることも可能である。内燃エンジンにおいては効率が、概して、部分負荷領域内におけるより全負荷特性の領域内における方が高い。
以下、図面を補助として本発明に従った方法の好ましい発展を説明する。
図1は、本発明に従った流体静力学駆動装置1の図式表現である。本発明に従った前記流体静力学駆動装置1は、たとえばユーティリティ・ビークル内の牽引型の駆動装置とすることができる。しかしながら本発明が牽引型の駆動装置に限定されることはない。その逆に、流体静力学的伝達が使用されるすべての駆動装置を、本発明に従った設計において作ることが可能である。
流体静力学駆動装置1は、駆動エンジン2を包含する。前記駆動エンジン2は、駆動シャフト4を経由して液圧ポンプ3を駆動する。液圧ポンプ3は、可調流体静力学ピストン機械であり、2つの方向における送り出しのために設計されている。前記液圧ポンプ3は、設定された送り出しの方向に応じて第1の作動ライン5又は第2の作動ライン6内に送り出しをもたらす。液圧エンジン7を、第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6に接続することができる。前記液圧エンジン7は、第1の作動ライン接続8及び第2の作動ライン接続9を有する。第1の作動ライン接続8は、第1の作動ライン5に接続可能である。類似の態様で第2の作動ライン接続9を第2の作動ライン6に接続することができる。より詳細を後述するとおり、第1の作動ライン接続8及び第2の作動ライン接続9が、それぞれ第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6に接続される場合には、液圧ポンプ3及び液圧エンジン7が閉液圧回路内において互いに接続される。液圧エンジン7によって生成される出力モーメントは、それに負荷が掛けられるとき、出力シャフト10によって、たとえばビークルのアクスル又は下流側に接続されたトランスミッションに伝えられる。
第1の調整デバイス11が、液圧ポンプ3の送り出し体積を設定するために備えられる。類似する態様で液圧エンジン7の吸収体積が第2の調整デバイス12によって調整される。第1の調整デバイス11及び第2の調整デバイス12は、それぞれの場合において、それぞれ液圧ポンプ3及び液圧エンジン7に帰属する調整メカニズムに作用する。
第1の接続ライン13が液圧エンジン7の第1の作動ライン接続8に接続される。液圧エンジン7の第2の作動ライン接続9には第2の接続ライン14が接続される。前記第1の接続ライン13は、第1のシート・バルブ15を経由して第1の作動ライン5に接続することができる。第2の接続ライン14は、第2のシート・バルブ16を経由して第2の作動ライン6に接続することができる。
図1に表されている流体静力学回路内のすべてのシート・バルブは、同じ方法で作られる。簡明のため、第1のシート・バルブ15の構造だけを以下に詳細に説明する。
前記第1のシート・バルブ15は、ピストン17を有する。前記ピストン17は、圧力を負荷することが可能なコントロール面18を有する。前記コントロール面18は、閉成スプリング19の力によっても同様に作用される。コントロール圧力の結果としてもたらされる液圧の力、さらにまた閉成スプリング19の力が、したがってコントロール面18に作用し、第1のシート・バルブ15に閉じる方向の負荷を掛ける。シーリング態様でシーリング・シート21と相互作用するシーリング・エッジ20が、ピストン17上に構成されている。第1のシート・バルブ15内においては、前記シート・バルブ15が閉じられているとき、第1のチャンバ22及び第2のチャンバ23が互いに分離される。第1の作動ライン5内の圧力及び第1の接続ライン13内の圧力は、それぞれ第1のチャンバ22及び第2のチャンバ23内において作用する。第1のチャンバ22及び第2のチャンバ23内の優勢な圧力が、第1のシート・バルブ15を開く方向に作用する液圧の力をピストン17に負荷する。コントロール面18に対する液圧の力が下げられると、第1のチャンバ22及び第2のチャンバ23内の液圧の力が、閉じる方向に作用している閉成スプリング19の力を超えて、第1のシート・バルブ15を開ポジションに置く。前記第1のシート・バルブ15が開ポジションにあるときは、第1のチャンバ22及び第2のチャンバ23が互いに接続され、その結果、流れが生じることが可能な接続が第1の作動ライン5と第1の接続ライン13の間に設定される。第1のシート・バルブ15が開いている場合は、したがって、液圧エンジン7の第1の作動ライン接続8に圧力媒体が、後者が液圧ポンプ3によって第1の作動ライン5に送り出されるときに負荷される。
第1のシート・バルブ15のコントロール面18上に作用するコントロール圧力に影響を及ぼすために、第1のパイロット・バルブ24が備えられている。前記第1のパイロット・バルブ24は3/2方バルブであり、第1の方向においてバルブ・スプリング25によって力が負荷されている。電磁石26の力は、逆の方向に作用する。電磁石26に代えて別のアクチュエータを使用してもよい。バルブ・スプリング25の力とは逆の方向において、液圧の力を第1のパイロット・バルブ24に作用させることも同様に可能である。前記第1のパイロット・バルブ24は、バルブ・スプリング25と電磁石26の力の比に依存して第1の切り換えポジション27又は第2の切り換えポジション28に置かれる。これらの状況の下において前記バルブ・スプリング25は、第1のパイロット・バルブ24に対し、それの第1の切り換えポジション27の方向に負荷を掛ける。前記第1の切り換えポジション27においては、第1のパイロット・バルブ25が第1のコントロール圧力ライン29を圧力送り込みラインの第1のブランチ32に接続する。
第1のパイロット・バルブ24が第1の切り換えポジション27にあるときには、したがって、圧力送り込みラインの第1のブランチ32内の優勢な圧力が、前記パイロット・バルブに接続されている第1のコントロール圧力ライン29を経由して第1のシート・バルブ15のコントロール面18に供給される。その結果、第1のパイロット・バルブ24が、バルブ・スプリング25によってあらかじめ決定される第1の切り換えポジション27に位置されていれば、第1のシート・バルブ15が、閉じる方向に負荷される。これに対して、電磁石26にコントロール信号が負荷されると、バルブ・スプリング25の力に抗して第1のパイロット・バルブ24を第2の切り換えポジション28に置く力が電磁石26を通じて前記第1のパイロット・バルブ24に作用する。前記第2の切り換えポジション28においては、第1のコントロール圧力ライン29が第1の圧力解放ライン30に接続される。第1のコントロール圧力ライン29内の優勢な圧力が、前記第1の圧力解放ライン30を経由してタンク・ボリューム31内に解放される。第1のシート・バルブ15のコントロール面18上に作用する液圧の力が相応じて低下して、第1のチャンバ22内の、さらにまた第2のチャンバ23内の液圧の力によって前記第1のシート・バルブ15が開ポジションに置かれる。したがって、電磁石26に対する電流供給の結果として第1の作動ライン5と第1の作動ライン接続8の間に接続が確立される。
コントロール面18上においてコントロール力を発生するために必要な圧力は、圧力送り込みラインの第1のブランチ32及び第1のパイロット・バルブ24を経由して供給される。この目的のために、圧力送り込みラインの前記第1のブランチ32が圧力送り込みライン34に接続される。前記圧力送り込みライン34は、切り換えバルブ35の流出口に接続される。システム内において任意の所定時に利用できるもっとも高い圧力が、前記切り換えバルブ35によって、さらに詳細を後述する態様で利用可能にされる。
第2のパイロット・バルブ36は、第2のシート・バルブ16を作動するために備えられる。前記第2のパイロット・バルブ36は、第1のパイロット・バルブ24と同等の態様で構成されている。簡明のため繰り返しの説明は省略する。第2のコントロール圧力ライン27は、第2のパイロット・バルブ36によって圧力送り込みラインの第2のブランチ38に接続されることが可能である。前記第2のパイロット・バルブ36は、同様にスプリングによってもこのポジションに保持される。第2のパイロット・バルブ36の電磁石にコントロール信号が負荷されると、それが、第2のコントロール圧力ライン37が第2の圧力解放ライン39に接続される第2の切り換えポジションに置かれる。したがって、第2のパイロット・バルブ36にコントロール信号が負荷されているときは、第2のコントロール圧力ライン37の圧力がタンク・ボリューム31に解放されるという事実を通じて第2のシート・バルブ16のコントロール面上に作用するコントロール圧力が下げられる。これの結果として、パイロット・バルブ36にコントロール信号が存在するとき、第2のシート・バルブ16が開ポジションに置かれる。第2のシート・バルブ16が開ポジションにあるときは、第2の接続ライン14と第2の作動ライン6が互いに接続される。
通常の牽引型の動作の間は、第1のパイロット・バルブ24及び第2のパイロット・バルブ36両方にコントロール信号が負荷される。したがって第1のコントロール圧力ライン29及び第2のコントロール圧力ライン37の圧力がタンク・ボリューム31内に解放され、第1のシート・バルブ15及び第2のシート・バルブ16が、それぞれの開ポジションに置かれる。これによって、それ自体が流体静力学トランスミッションとして知られる態様で液圧ポンプ3及び液圧エンジン7がアレンジされるという事実を通じて、閉じた液圧回路が構成される。前記流体静力学トランスミッションの伝達比は、それぞれ第1の調整デバイス11又は第2の調整デバイス12による液圧ポンプ3の送り出し体積又は液圧エンジン7の吸収体積のセッティングによって設定される。
本発明に従った流体静力学駆動装置1は、第1のリザーバ40及び第2のリザーバ41も包含する。前記第1のリザーバ40は、高圧リザーバとして設計されている。前記第2のリザーバ41は、低圧リザーバとして構成されている。両方のリザーバ40、41は、圧力媒体が送り込まれたときに圧縮可能な体積が圧縮されるハイドロニューマティック・リザーバとして好ましく構成されている。
第1のリザーバ40は、流体静力学回路に、高圧リザーバ・ライン33を経由して接続されることが可能である。前記高圧リザーバ・ライン33は、高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ42及び第2のブランチ43に分岐する。第3のシート・バルブ44が高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ42内に配置されており、第4のシート・バルブ45が前記高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43内に配置されている。第3のシート・バルブ44及び第4のシート・バルブ45も同様に、それぞれの場合において閉じる方向に、第3のコントロール圧力ライン48及び第4のコントロール圧力ライン49をそれぞれ経由してコントロール圧力が負荷されることが可能である。また第3のシート・バルブ44及び第4のシート・バルブ45は、それぞれの場合において閉成スプリングによって同様に、閉じる方向に作用されている。
第3のシート・バルブ44が閉ポジションに位置されている場合は、高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ42が妨げられる。第4のシート・バルブ45が閉ポジションに位置されている場合は、高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43が妨げられる。
高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ42は、第1の作動ライン5の方に通じる。類似する態様で高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43は、第2の作動ライン6に通じる。第3のシート・バルブ44及び第4のシート・バルブ45が、それぞれの場合において閉ポジションに位置されているときには、第1の作動ライン5から第1のリザーバ40への流れが生じることが可能な接続が存在せず、同様に第2の作動ライン6から第1のリザーバ40への接続が存在しない。
第3のパイロット・バルブ46が第1の切り換えポジションにあるときは、第3のコントロール圧力ライン48が圧力送り込みラインの第3のブランチ50に接続される。前記第3のパイロット・バルブ46は、バルブ・スプリングによってこの切り換えポジションの方向に負荷される。反対方向への作用は、この場合においても、すでに述べた態様でバルブ・スプリングの力に抗する力を第3のパイロット・バルブ46に負荷することができる電磁石である。前記電磁石にコントロール信号が負荷されると、それが、第3のパイロット・バルブ46を第2の切り換えポジションに置く。このポジションにおいては、第3のコントロール圧力ライン48が第3の圧力解放ライン52に接続され、その結果、前記第3のコントロール圧力ライン48の圧力がタンク・ボリューム31内に解放される。この結果として、第3のシート・バルブ44が、高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ42内の優勢な圧力によって開ポジションに置かれる。前記第3のシート・バルブ44が開ポジションにあるときは、高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ42を経由し、かつ高圧リザーバ・ライン33を経由して第1の作動ライン5が第1のリザーバ40に接続される。
第4のシート・バルブ45も、上で述べた取り合わせに類似する態様で第4のパイロット・バルブ47によって作動することが可能である。前記第4のパイロット・バルブ47を経由して、第4のコントロール圧力ライン49を、圧力送り込みラインの第4のブランチ51又は第4の圧力解放ライン53のいずれかに接続することができる。第4のパイロット・バルブ47が非動作ポジションにあるときは、それが、第4のコントロール圧力ライン49を圧力送り込みラインの第4のブランチ51に接続する。電磁石が負荷されると、第4のパイロット・バルブ47が第2の切り換えポジションに調整され、第4のコントロール圧力ライン49が第4の圧力解放ライン53に接続される。これは、すでに述べた態様で第4のシート・バルブ45の開放を導く。前記シート・バルブ45が開ポジションにあるときは、第2の作動ライン6が、高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43を経由して第1のリザーバ40に接続される。
第2のリザーバ41は、低圧リザーバとして設計されており、低圧リザーバ・ライン54を経由して流体静力学回路への接続が可能である。前記低圧リザーバ・ライン54は、前記低圧リザーバ・ラインの第1のブランチ55及び第2のブランチ56に分岐する。低圧リザーバ・ラインの第1のブランチ55内には第5のシート・バルブ57が配置されており、前記低圧リザーバ・ラインの第2のブランチ56内には第6のシート・バルブ58が配置されている。低圧リザーバ・ラインの第1のブランチ55は、第1の接続ライン13に通ずる。低圧リザーバ・ラインの第2のブランチ56は、第2の接続ライン14に通ずる。これによって、第5のシート・バルブ57が閉ポジションにあるとき、第1の接続ライン13と低圧リザーバ・ライン54の間の接続が妨げられる。同様に第6のシート・バルブ58は、第2の接続ライン14と低圧リザーバ・ライン54の間の接続を妨げる。
第5のシート・バルブ57は第5のパイロット・バルブ59によって作動される。前記第5のシート・バルブ57を、液圧の力を用いて閉成方向に負荷するために、第5のパイロット・バルブ59が第5のコントロール圧力ライン61を圧力送り込みラインの第5のブランチ63に接続する。これに対して、第5のパイロット・バルブ59に電磁石のコントロール力が負荷される場合には、前記第5のパイロット・バルブ59が、バルブ・スプリングの力に抗して第2の切り換えポジションに置かれ、第5のコントロール圧力ライン51が第5の圧力解放ライン65に接続される。第5のコントロール圧力ライン61内の優勢な圧力をタンク・ボリューム31内に解放する結果として、第5のシート・バルブ57が開き、第1の接続ライン13が低圧リザーバ・ラインの第1のブランチ55を経由して低圧リザーバ・ライン54に、したがって第2のリザーバ41に接続される。
類似する態様において、第6のシート・バルブ58が、第6のパイロット・バルブ60によって作動される。それの、同様にバルブ・スプリングによって定義される非動作ポジションにおいて、第6のコントロール圧力ライン62が、第6のパイロット・バルブ60によって圧力送り込みラインの第6のブランチ64に接続される。
これに対して、前記第6のパイロット・バルブ60にコントロール信号が負荷されると、電磁石によってそれが、バルブ・スプリングの力に抗して他方の端に置かれる。前記端のポジションにおいては、第6のコントロール圧力ライン62が第6の圧力解放ライン66に接続される。第6の圧力解放ライン60を経由する第6のコントロール圧力ライン62からタンク・ボリューム31への圧力媒体の逃げは、第6のシート・バルブ58におけるコントロール力の減少を導く。前記第6のシート・バルブ58を閉じる方向に負荷するコントロール力の減少の結果として、低圧リザーバ・ラインの第2のブランチ56内に作用する圧力によって発生される、逆方向に作用する力の優勢が生じる。これの結果として第6のシート・バルブ58が、流れが生じることが可能な接続が低圧リザーバ・ラインの第2のブランチ56内に存在する開ポジションに置かれる。
圧力送り込みラインの第1〜第6のブランチ32、38、50、51、63、及び64は、圧力送り込みライン34に接続されている。前記圧力送り込みライン34は、切り換えバルブ35の流出口に接続されている。切り換えバルブ35に対する2つの流入口からは、それぞれリザーバ接続ライン67及びポンプ接続ライン68が出ている。リザーバ接続ライン67を経由して、切り換えバルブ35の流入口に高圧リザーバ・ライン33内の優勢な圧力が負荷され、それによって第1のリザーバ40内の優勢な圧力が負荷される。任意の所定時において、第1又は第2の作動ライン5、6内の圧力のうちのより高い方が、ポンプ接続ライン68を経由して切り換えバルブ35の他方の流入口に作用する。その結果、任意の所定時においてシステム内で利用可能なもっとも高い圧力が、シート・バルブ15、16、44、45、57、58を作動する目的のために、切り換えバルブ35によって、それの流出口で利用可能になる。
流体静力学駆動装置1はまた、供給装置69を有する。前記供給装置69は、供給ポンプ70を有する。前記供給ポンプ70は、1つの方向だけにおける送り出しのために意図されており、固定排出量ポンプとして好ましく設計される。これは、可調液圧ポンプ3とともに駆動シャフト4上に配置され、したがって駆動エンジン2を経由して駆動される。供給ポンプ70は、タンク・ボリューム31から圧力媒体を吸い込み、それを供給ライン71に送り出す。前記供給ライン71は、第1の作動ライン5に接続される第1のブランチ72、及び第2の作動ライン6に接続される第2のブランチ73に分岐する。供給ラインの第1のブランチ72内には第1の逆止バルブ74が備えられ、前記供給ラインの第2のブランチ73内には第2の逆止バルブ75が備えられる。2つの逆止バルブ74及び75は、第1の作動ライン5又は第2の作動ライン6内それぞれの作動ライン圧力より供給ライン71内の圧力が、それぞれの問題となる時点において高い場合に、前記第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6に向かって開く。
流体静力学駆動装置1を保護するために、臨界的に高い圧力が生じると作動ライン5、6それぞれの圧力を供給ライン71の方向に解放する圧力制限バルブを、第1の逆止バルブ74及び第2の逆止バルブ75に対する補助として、それぞれの場合において並列に配置することができる。
供給装置69は、圧力維持ライン76を経由して第2のリザーバ41に接続されることが可能である。この目的のために、前記圧力維持ライン76が、切り換えバルブ77の流出口を低圧リザーバ・ライン54に接続している。前記切り換えバルブ77は、圧縮スプリング78の力及びその逆の方向に作用する液圧の力に応じて、第1又は第2の切り換えポジションに配置される。前記液圧の力が圧縮スプリング78の力より大きいと、切り換えバルブ77が供給ライン71を放出ライン81に接続する。前記放出ライン81は、第1の圧力制限バルブ80を経由してタンク・ボリューム31に接続されることが可能である。切り換えバルブ77における液圧の力が圧縮スプリング78の力より低い場合には、後者が前記切り換えバルブ77を他方の、供給ライン71が圧力維持ライン76に接続される切り換えポジションに変位させる。
前記圧力維持ライン76内の圧力は、比較ライン79によって測定面に供給される。したがって切り換えバルブ77は、第2のリザーバ41内において優勢な圧力に依存して第1又は第2の切り換えポジションに切り替わる。圧力維持ライン76は、第2の圧力制限バルブ82を経由してタンク・ボリューム31に接続されることが可能である。
第2のリザーバ41内の圧力が、圧縮スプリング78によって設定された値より低くなるとすぐに、切り換えバルブ77が、供給ライン71が圧力維持ライン76に接続される切り換えポジションに置かれる。この切り換えポジションにおいては、圧力媒体が供給ポンプ70によって第2のリザーバ41に送り出される。これの結果として適切な圧力に到達するまで第2のリザーバ41内の圧力が上昇し、その結果、切り換えバルブ77に作用する液圧の力が、それを反対側の切り換えポジションに置く。この反対側の切り換えポジションにおいては、供給装置69内において優勢な圧力が圧力制限バルブ80によって制限される。第1の圧力制限バルブ80は、20バールに好ましく設定される。これに対し、第2の圧力制限バルブ82は、より高い、切り換えバルブ77の切り換え圧力に対応する圧力、たとえば40バールに設定される。
したがって、供給装置69から第2のリザーバ41への接続の補助を伴って、流体静力学駆動装置1の再生型の動作の間に漏れを通じて回路から逃げる圧力媒体が再び供給されることが保証される。
すでに導入として述べたとおり、液圧ポンプ3及び液圧エンジン7がアレンジされる閉液圧回路が、通常の牽引型の動作の間に提供される。この目的のために、第1のパイロット・バルブ24及び第2のパイロット・バルブ36にコントロール信号が負荷される。第1のシート・バルブ15及び第2のシート・バルブ16が、それぞれの開ポジションになり、閉液圧回路が、第1の作動ライン5、第1の接続ライン13、第2の接続ライン14、及び第2の作動ライン6から構成される。以下の説明の目的のため、順方向移動は、液圧ポンプ3によって第1の作動ライン5に圧力媒体を送り出す意味とする。したがって順方向移動の場合は、第1の作動ライン5が送り出し側の作動ラインになり、第2の作動ライン6が吸い込み側の作動ラインになる。
順方向移動を出発点として採用するが、考察中のビークルは、まず初めに、オーバーラン・タイプの動作に移ることになるか、又は減速されることになる。オーバーラン・タイプの動作においては、第1のリザーバ40がビークルの運動エネルギーの蓄積のために使用される。したがって、圧力媒体が、このときはポンプとして作用している液圧エンジン7によって前記第1のリザーバ40に送り出されることになる。制動動作の間は、圧力媒体が第2のリザーバ41から取り出され、液圧エンジン7によって第1のリザーバ40に送り出される。この目的のために、説明中の順方向移動の場合には、第5のパイロット・バルブ59にコントロール信号が負荷される。これの結果として、第5のシート・バルブ57が開ポジションとなり、液圧エンジン7により、それの第1の作動ライン接続8において、低圧リザーバ・ラインの第1のブランチ55を経由し、圧力媒体が第2のリザーバ41内から吸い込まれることが可能になる。液圧エンジン7によって第2のリザーバ41から吸い込まれた圧力媒体は、液圧エンジン7によって第2の接続ライン14に送り出される。
第2のパイロット・バルブ36も同様にコントロール信号が負荷され、その結果、第2のシート・バルブ16が同様に開ポジションになる。第4のパイロット・バルブ47もまた、コントロール信号が負荷され、第4のシート・バルブ45も同様に、高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43内の圧力によって開ポジションに置かれる。これに対し、残りのパイロット・バルブ46、24、及び60は、それぞれのバルブ・スプリングによってだけ負荷されており、関連付けされたシート・バルブ44、15、及び58は、それぞれの閉ポジションにある。
液圧エンジン7によって送り出される圧力媒体が、第2の接続ライン14を経由して第2の作動ライン6に向かって、かつ前方に、高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43を経由して第1のリザーバ40へ送り出される。
この種類の制動動作の後に、高圧の下に圧力媒体が第1のリザーバ40内に蓄積される。これらの状況の下においては、蓄積される圧力エネルギーがビークルの運動エネルギーのブレーキング−ダウンによって作られる。そういった形の、説明してきた順方向移動の間の制動動作の後に、順方向移動の方向において新たな加速が存在することになる場合には、第1のリザーバ40から流体静力学駆動装置1に圧力媒体が適切な態様で供給されなければならない。本発明によれば、第1のリザーバ40からの圧力媒体の取り出しが、任意の所定時において吸い込み側、言い替えると液圧ポンプ3の吸い込み側の作動ライン内に生じる。順方向移動の場合、吸い込み側の作動ラインは第2の作動ライン6である。圧力媒体を取り出す目的のため、したがってエネルギーを取り戻す目的のために、第4のパイロット・バルブ47にコントロール信号が負荷される。第4のシート・バルブ45が開ポジションに置かれ、第1のリザーバ40からの圧力媒体が第2の作動ライン6に、その結果、液圧ポンプ3の吸い込み側に供給される。したがって後者が初期圧力の下にある第2の作動ライン6からの吸い込みをもたらし、前記液圧ポンプ3に、駆動エンジン2のトルクを追加として負荷することが可能になる。これは、モーメントの追加を導き、駆動エンジン2が、より低い出力で作動されることが可能になる。結果は、燃料の節約となる。液圧エンジン7は、第1の作動ライン5内の圧力が負荷される。この目的のため、第1のシート・バルブ15が開ポジションになるように第1のパイロット・バルブ24にコントロール信号が負荷される。液圧エンジン7の第1の作動ライン接続8は、したがって、送り出し側の作動ライン5に接続される。下流の第2の作動ライン接続9において液圧エンジン7を出る圧力媒体は、圧力が解放され、その過程で出力シャフト10に出力トルクを発生させ、開いている第6のシート・バルブ58を経由して第2のリザーバ41に引き渡される。前記第6のシート・バルブ58を開く目的のために、第6のパイロット・バルブ60にコントロール信号が負荷される。残りのシート・バルブ(16、44、及び57)はそれぞれ、関連付けされたパイロット・バルブ(36、46、及び59)にコントロール信号が負荷されない閉ポジションにある。
類似する態様において、運動エネルギーの蓄積及びその取り戻しが、逆方向移動の過程でも可能である。逆方向移動は、液圧ポンプ3に関して吸い込み及び送り出し側のラインの逆転を導く。上で述べた例を出発点として採用すれば、したがって、逆方向移動の場合においては、第2の作動ライン6が液圧ポンプ3に関して送り出し側となる作動ラインであり、第1の作動ライン5が液圧ポンプ3に関して吸い込み側となる作動ラインである。したがって、液圧エンジン7を通る流れの方向も変化し、その結果、逆方向移動の場合には、液圧エンジン7の第1の作動ライン接続8が、前記液圧エンジン7の下流側作動ライン接続となり、第2の作動ライン接続9が上流側作動ライン接続となる。それぞれの切り換え状態を明確な態様で表すために、次の表の中に、順方向及び逆方向移動についての加速動作及び制動動作が両方ともに表されている。簡明のため、コントロール信号が負荷されるパイロット・バルブだけが示されている。このことは、残りのいずれのパイロット・バルブもコントロール信号を受け取ることがなく、それらに関連付けされたシート・バルブが閉ポジションにあることを意味する。
Figure 2009520928
駆動スロットルが操作されると、パイロット・バルブ24、36、46、47、さらにまた59及び60が電子コントロール装置94によって付勢される。前記電子コントロール装置94は、オペレータによって指定される移動に関係する希望から開始し、当該移動に関係する希望に対応する駆動装置の動作状態について個別のパイロット・バルブ24、36、46、47、59、及び60の切り換え状態を把握する。
オペレータは、駆動スロットル95及び制動装置、たとえばブレーキ・ペダル96を経由して移動に関する自分の希望を指定する。駆動スロットル95又はブレーキ・ペダル96からの信号は、それぞれ第1の信号ライン97又は第2の信号ライン98を経由して電子コントロール装置94に伝達される。駆動スロットル95及びブレーキ・ペダル96のポジション設定を基礎として、電子コントロール装置94は、流体静力学駆動装置1を経由して駆動されているビークルの移動の状態を把握する。パイロット・バルブが、上の表に示されているとおり、移動の『順方向加速』、『順方向制動』、『逆方向加速』、『逆方向制動』状態を設定するために対応する態様で付勢される。
パイロット・バルブを付勢する目的のために、電子コントロール装置94は、第1〜第6のコントロール・ライン99〜104を経由してパイロット・バルブ24、36、46、47、59、及び60の電磁石に接続されている。吸い込み側又は送り出し側の第1の作動ライン5又は第2の作動ライン6内における優勢な圧力についての情報もまた、電子コントロール装置94に供給される。この目的のために第1の作動ライン5内に第1の圧力センサ105が配置されている。類似する態様で第2の作動ライン6内に第2のセンサ106が配置されている。第1の圧力センサ105及び第2の圧力センサ106は、それぞれ第1のセンサ・ライン107及び第2のセンサ・ライン108を経由して電子コントロール装置94に接続される。したがって、液圧ポンプ3を経由する最小圧力上昇を測定することが可能である。これについては、さらに詳しく、流体静力学駆動装置1をコントロールする方法を説明するときに説明する。
また、駆動シャフト4上には回転速度検知エレメント109が配置されている。前記駆動シャフト4の回転速度は、前記回転速度検知エレメント9の補助を伴って把握される。これによって、第1及び第2のセンサ105及び106からの信号の評価を通じて行う場合と同じ方法で流体静力学駆動装置1をコントロールする方法の中に駆動エンジン2が組み込まれることが可能になる。同様に、第3のセンサ・ライン110を経由して回転速度検知エレメント109が電子コントロール装置94に接続される。
第1のリザーバ40から蓄積された圧力エネルギーを使用する加速された移動が経済的であるか否かを評価するためには、前記第1のリザーバ40及び第2のリザーバ41のチャージの状態を知る必要がある。この目的のために、高圧センサ111及び低圧センサ112が、それぞれ高圧リザーバ・ライン33及び低圧リザーバ・ライン54内に配置されている。高圧センサ111は、それの信号、すなわちそれによって第1のリザーバ40内の圧力が把握される信号を第4のセンサ・ライン113を経由して電子コントロール装置94に伝達する。類似する態様で、低圧センサ112は、低圧リザーバ・ライン54内の圧力を測定する。前記低圧リザーバ・ライン54内の圧力は、第2のリザーバ41内の優勢な圧力に一致する。第2のリザーバ41内の優勢な圧力に一致する電気信号が、第5のセンサ・ライン114を経由して電子コントロール装置94に伝達される。
本発明に従った第2の例示的な実施態様の流体静力学駆動装置1’が図2に表されている。これについて言えば、不必要な反復を避けるために、同一の参照番号が同一の構造エレメントに使用されている。前記エレメントについては再び説明しない。
図1の例示的な実施態様とは異なり、図2の第2の例示的な実施態様では、第1の圧力制限バルブ80及び第2の圧力制限バルブ82に代えて、1つの供給圧力制限バルブ80’だけが備えられる。前記供給圧力制限バルブ80’は、供給圧力制限ライン83を経由して供給ライン71に接続される。前記供給ライン71は、圧力維持ライン76にも接続されている。供給ライン71から前記圧力維持ライン76への伝達においては、第3の逆止バルブ84が提供される。前記第3の逆止バルブ84は図1の例示的な実施態様においても好都合に使用することができる。
第3の逆止バルブ84は、圧力維持ライン76側に開いている。供給圧力制限バルブ80’は、最大許容供給圧力に対する供給ライン71内の圧力の制限をもたらす。後者は、たとえば25バールである。この最大許容供給圧力を超える圧力が第2のリザーバ41内において優勢になると、第3の逆止バルブ84が閉ポジションに移動し、したがって第2のリザーバ41を修正供給装置69’から分離する。しかしながら、第2のリザーバ41内の圧力が、たとえば漏れによって供給圧力より下がると、第3の逆止バルブ84が開き、第2のリザーバ41が、修正供給装置69’から供給ポンプ70の補助を伴って充填される。
また、図1の例示的な実施態様とは対照的に、任意の所定時における、それぞれ第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6内の2つの作動ライン圧力のうちのより高い方が、液圧ポンプ3を経由して切り換えバルブ35に直接供給されない。むしろ、追加の切り換えバルブ89が備えられる。前記追加の切り換えバルブ89は、第1の切り換えバルブ・ライン87を経由して第1の作動ライン5に接続される。追加の切り換えバルブ89は、第2の切り換えバルブ・ライン88を経由して第2の作動ライン6に接続される。追加の切り換えバルブ89の流出口には、任意の所定時において2つの作動ライン圧力のうちのより高い方が存在し、それが、切り換えバルブ接続ライン68’を経由して切り換えバルブ35の流入口に接続されている。切り換えバルブ35を経由して、2つの作動ライン圧力のうちの高い方が、図1の例示的な実施態様における前述の場合と同様に、リザーバ接続ライン67内の優勢な圧力と比較され、もっとも高い圧力が圧力送り込みライン34に供給される。
また、第2の例示的な実施態様における第1のパイロット・バルブ24’及び第2のパイロット・バルブ36’の場合には、第1の切り換えポジション27’及び第2の切り換えポジション28’が、第1の例示的な実施態様と比較して互いに交換される。これによって、第1のパイロット・バルブ24’がバルブ・スプリング25によって決定される非動作状態にあるとき、圧力送り込みラインの第1のブランチ32が第1のコントロール圧力ライン29に接続される。相応じて第2のパイロット・バルブ36’が非動作状態にあるとき、圧力送り込みラインの第2のブランチ38が第2のコントロール圧力ライン37に接続される。これによって達成されることは、通常の流体静力学的な牽引型の動作の間に、第1のシート・バルブ15及び第2のシート・バルブ16がそれぞれ開ポジションになり、液圧ポンプ3及び液圧エンジン7が、第1の作動ライン5、第2の作動ライン6、さらにまた第1の接続ライン13及び第2の接続ライン14を経由する単純な閉液圧回路内において互いに接続されるということである。パイロット・バルブ24’及び36’の電磁石に電流を供給する必要はない。
過度に上昇した作動ライン圧力に対して第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6を保護する目的のため、第1の並列圧力制限バルブ85が、第1の逆止バルブ74と並列に配置される。前記第1の並列圧力制限バルブ85は、第1の作動ライン5内の圧力が、第1の並列圧力制限バルブ85に属するスプリングによって設定された値を超えると供給ライン71に向かって開く。
同等の態様で第2の並列圧力制限バルブ86が提供される。前記第2の並列圧力制限バルブ86は、第2の逆止バルブ75と並列に配置される。これは、第2の作動ライン6内の圧力が、追加のスプリングによって第2の並列圧力制限バルブ86に設定された臨界圧力を超えると開く。
図3に表されている本発明に従った第3の例示的な実施態様の流体静力学駆動装置1”においては、運動エネルギーの取り戻しが、1つの方向の移動の場合においてだけ提供される。この移動の方向は、液圧ポンプ3が、第1の作動ライン5内に送り出しをもたらす前述の順方向移動に対応する。1つの方向の移動の場合においてだけエネルギーの取り戻しを提供するこの種類の流体静力学駆動装置1”についての構造的な費用は、有意に削減される。したがって、詳細には、第1のパイロット・バルブ24’及び第1のシート・バルブ15の必要性が、第3のパイロット・バルブ46及び第3のシート・バルブ44と同じ程度にほとんど必要でなく、相応じてラインも必要でない。図3に示されている第3の例示的な実施態様は、図2に示されている例示的な実施態様に基づいており、したがって残りのエレメントは、図2に関連してすでに述べたものに一致する。
加えて、図3の例示的な実施態様には、安全ライン90が備えられる。前記安全ライン90は、低圧リザーバ・ライン54を高圧リザーバ・ライン33に接続する。前記安全ライン90内には、リザーバ圧力制限バルブ91が配置される。前記リザーバ圧力制限バルブ91は、許容不能な過度の圧力上昇に対して第1のリザーバ40を保護する。同時にそれは、第1のリザーバ40がすでに完全にチャージ・アップされているときにおいてさえ、流体静力学的制動が継続的に流体静力学駆動装置1”によって行われることを可能にする。この目的のために、第1のリザーバ40内の圧力についての境界値が、リザーバ圧力制限バルブ・スプリング92によって設定される。この境界値は、第1のリザーバ40が最大チャージ状態にあるときの当該リザーバ内の圧力に対応する。
第1のリザーバ40内の圧力、すなわち安全ライン90に接続されている高圧リザーバ・ライン33内の優勢な圧力は、リザーバ圧力制限バルブ91の圧力測定面に、測定ライン93を経由して供給される。そのポイントにおいて発生される流体静力学的圧力が、リザーバ圧力制限バルブ・スプリング92の力に抗して作用する。第1のリザーバ40が完全に満たされている場合には、リザーバ圧力制限バルブ91が開き、高圧リザーバ・ライン33を低圧リザーバ・ライン54に接続する。それによってオーバーラン−タイプの動作においては、液圧エンジン7が、それ以上に圧力媒体を第1のリザーバ40に送り出さなくなるが、安全ライン90及びその中に配置されているリザーバ圧力制限バルブ91を経由して低圧リザーバ・ライン54に戻す。このようにして、リザーバ圧力制限バルブ91が体積流量を絞り、したがって制動作用が発生される閉液圧回路が作られる。これによって、第1のリザーバ40が完全にチャージされているときにおいてさえ、体積平衡を必要とすることなく流体静力学的制動が生じることが可能になる。
次に、図1〜3の1つに表されているとおりの駆動装置をコントロールする方法が実行される態様について説明する。方法の個別のステップの実行に関する以下の説明は、図2及びその中に表されている流体静力学駆動装置1’を参照する。説明は、同等の態様で図1及び3に従った駆動装置1及び1”に適用できる。
詳細に述べれば、以下の説明は、移動の方向の逆転についての描写でもある。しかしながら、不必要な反復を避けるために、以下の説明は順方向における移動に関係づけられる。順方向における移動の場合には、ここでも、液圧ポンプ3が第1の作動ライン5に圧力媒体を送り出すことであると仮定する。
図4には、合計で6つのセクションI〜VIが表されている。個別のセクションのそれぞれは、移動の特定の状態に対応する。セクションIは、ビークルの静止状態に対応する。セクションIIにおいては、流体静力学駆動装置1’によって駆動されるビークルが、第1のリザーバ40内に蓄積された圧力エネルギーの取り戻しの間に加速されている。これに関して言えば、採用される出発点は、第1のリザーバがセクションIにおいてすでにチャージ・アップされていることになる。第1のリザーバ40をチャージ・アップする各種の可能な方法については、さらに後述する。
第3のセクションIIIにおいては、ビークルが通常の流体静力学駆動を伴って、言い替えるとリザーバのエネルギーの取り戻しを伴わずに駆動されている。セクションIVはビークルの減速を示している。これらの状況の下においては、ビークルがオーバーラン−タイプの動作を経過して第1のリザーバ40をチャージする。セクションVは、ビークルの流体静力学的制動と駆動されているビークルの静止状態の間における遷移の特徴を表している。最後のセクションVIは、再び、たとえば駐車ポジションにおいて生じるビークルの静止状態に関係する。
図4の上端の線図においては、個別のセクションの特徴を表す目的のために、流体静力学駆動装置1によって駆動されるビークルの移動速度VFhzgだけが表されている。図4においては、最初のライン115が停止から最高速度までの加速された移動を表す。それに、領域IV及びVにおける、ビークルの減速を示すライン116が続く。
完全にチャージされた第1のリザーバ40から開始する、それぞれのセクションI〜VIにおける第1のリザーバ40内の圧力の経路が図4の中央の線図に表されている。第1のリザーバ40は、まず初めにセクションIにおいて、それの最大リザーバ圧力pmaxまでチャージ・アップされる。ビークルは、セクションII内において、この最大リザーバ圧力Pmaxから開始し、第1のリザーバ40から圧力媒体を取り出すことによって加速される。加速に対応する態様で、第1のリザーバ40内の圧力pspが、加速の目的のために必要な圧力媒体をリザーバから取り出す結果として、前記第1のリザーバ40内が最小圧力pminとなるまで低下する。例示的な移動サイクルの表現によれば、前記第1のリザーバ40内におけるこの最小圧力pminは、ビークルの加速が終わりに至る前であっても到達される。したがって、セクションIIとIIIの間の遷移においては、蓄積された圧力エネルギーの取り戻しを伴う移動の加速状態から、標準、すなわち通常の流体静力学的な牽引型の駆動への切り換えのために準備が行われる。ビークルが、駆動エンジン2によってのみ駆動される領域IIIにおいては、第1のリザーバ40内の圧力が変化しない。その中では、最小リザーバ圧力pminの優勢が継続する。
ビークルは、その後、流体静力学的に制動されるオーバーラン−タイプの動作を経過する。このセクションIVにおいては、図4の中央の線図内の曲線117の経路によって表現されているとおり、第1のリザーバ40内のリザーバ圧力が再び上昇する。図4内においては、領域IV及びV内の制動動作の間における圧力上昇が、第1のリザーバ40内において最大リザーバ圧力pmaxに再び到達するためにちょうど充分な大きさとなる理想化された経路が表現されている。セクションVIの駐車ポジションにおいては、前記第1のリザーバ40が、そこからの漏れを防止するために分離される。したがって、セクションVの制動動作の終了時に第1のリザーバ40内において達成される圧力pが、その後に続くセクションVI内の駐車の状況においてさえ維持される。
設定されている液圧ポンプ3の送り出し体積の経路、及び設定されている液圧エンジン7の吸い込み体積の経路が、略図的に、かつ非常に簡略化された形式で図4の下端の線図に表されている。対応する経路V及びVについては、以下の移動の個別の状態の詳細な説明の中でさらに述べる。
蓄積された圧力エネルギーの取り戻しを伴う加速された移動が可能になる前に、まず初めに、セクションIからセクションIIへの遷移において、適切な圧力が第1のリザーバ40内において優勢であるか否かが把握される。この目的のために、高圧センサ111からの信号が電子コントロール装置94によって評価される。その信号が、第1のリザーバ40内の圧力について最小加速圧力pmin_beschより大きい値を与える場合には、蓄積されたエネルギーの取り戻しを伴う加速が生じることが可能である。すでに上で述べたとおり、蓄積されたエネルギーの取り戻しを伴う加速の場合は、第1のリザーバ40が液圧ポンプ3の吸い込み側に接続される。順方向移動が述べられている説明中の例示的な実施態様においては、液圧ポンプ3の吸い込み側が第2の作動ライン6である。しかしながら高圧リザーバ・ライン33が前記第2の作動ライン6に接続される前に、第2のシート・バルブ16がまず初めに、閉ポジションに置かれる。この目的のために、第2のパイロット・バルブ36’に電流が供給され、それによってそれが第2の切り換えポジションに置かれる。前記第2の切り換えポジションにおいては、第2のコントロール圧力ライン37が圧力送り込みライン34に接続される。これの結果として、第2のシート・バルブ16が閉ポジションに置かれる。閉ポジションにおいては、第2の接続ライン14が第2の作動ライン16から分離される。このとき第4のシート・バルブ45が開かれる。前記第4のシート・バルブ45を開く目的のため、第4のコントロール・ライン102を経由して第4のパイロット・バルブ47の電磁石にコントロール信号が負荷される。第2の作動ライン6内の圧力、さらにまた高圧リザーバ・ライン33内の、又は、むしろ高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ43内の圧力に起因して、第4のシート・バルブ45が開ポジションに置かれる。開ポジションにおいては、第1のリザーバ40内の加圧された圧力媒体が液圧ポンプ3の吸い込み側に供給されることが可能になる。
第1のリザーバ40内に蓄積された圧力エネルギーの取り戻しが生じる組み合わせ牽引動作への切り換え時におけるシート・バルブの切り換えのシーケンスは、第1のリザーバ40内に加圧されて蓄積されている圧力媒体が液圧エンジン7の下流側に作用することを防止する。これは、前記液圧エンジン7上における圧力サージを防止する。これらの状況の下においては、第2のシート・バルブ16の閉成と第4のシート・バルブ45の開放の間の時間変位が第1の時間間隔によって固定される。この第1の時間間隔は、シート・バルブ16、45のバルブ動力学、及び好ましくは対応するパイロット・バルブ36’及び47の切り換え時間又は再設定時間を好適に考慮する。
それでもなお、体積流量の平衡のために、液圧エンジン7の下流側を第2のリザーバ41に接続することが必要である。この目的のために、第6のパイロット・バルブ60が電子コントロール装置94によって付勢される。それを行うため、前記第6のパイロット・バルブ60の電磁石にコントロール信号が、第6のコントロール・ライン104を経由して負荷される。これの結果として、第6のパイロット・バルブ60が第2の切り換えポジションに置かれる。この第2の切り換えポジションにおいては、第6のシート・バルブ58の圧力がタンク・ボリューム31内に、第6のコントロール圧力ライン62を経由して解放される。したがって前記第6のシート・バルブ58が開ポジションに置かれ、液圧エンジン7の下流側の接続9が、低圧リザーバ・ライン54に、したがって第2のリザーバ41に接続される。
第1のリザーバ40から取り出された加圧された圧力媒体は、したがって第2の作動ライン6を経由して、液圧ポンプ3の吸い込み側にある接続に流れる。前記圧力媒体は前方に、第1の作動ライン5を経由して液圧エンジン7の上流側の接続8に流れる。そこで圧力が液圧エンジン7を経由して解放され、それがその出力シャフト10に出力トルクを発生する。第1のシート・バルブ15及び第4のシート・バルブ45の開放が同時に生じることが可能である。
液圧エンジン7に対して、それの上流側の第1の作動ライン接続8において利用可能となる圧力は、一方では第1のリザーバ40内のリザーバ圧力pspにより、他方では液圧ポンプ3によって発生される圧力の増加Δpによりもたらされる。前記液圧ポンプ3によってさらに圧力の増加をもたらすために、駆動シャフト4を経由して駆動トルクが前記ポンプに供給される。
これによってモーメントの追加が達成される。一般にディーゼル内燃エンジンとして設計される駆動エンジン2による不必要なエネルギーの空費を回避するために、それがオーバーラン・タイプの動作を経過することが回避される。これを防止するために、液圧エンジン7によって発生されるエンジンのモーメントが監視される。この目的のため、前記液圧エンジン7が、吸収体積についてより小さい値に設定される。これらの状況の下においては、設定されることになるビークルのモーメント又はエンジンのモーメントが次式により計算される。
Figure 2009520928
これにおいて、MFZ_gefordertは、ビークルを目標ビークル速度に駆動又は加速するための計算結果である。PSpHigh又はPSpLowは、それぞれ第1のリザーバ40内又は第2のリザーバ41内の圧力である。これらの圧力は、すでに述べた態様で2つの圧力センサ111及び112によって検出され、対応する電気信号、たとえば電圧が電子コントロール装置94に供給される。V及びVは、それぞれ液圧ポンプ3の送り出し体積及び液圧エンジン7の吸収体積である。液圧ポンプ3及び液圧エンジン7の流体静力学的ピストン機械が斜板タイプの軸流ポンプ機械である場合には、送り出し体積V及び吸収体積Vが斜板角度と直接的な相関関係にある。Mdieselは、液圧ポンプ3の駆動シャフト4に供給されるトルクである。しかしながら、ビークルを駆動するために必要な最後に要求されたトルクに実際に到達するために、ポンプの流体力学的効率ηhm,P又は液圧エンジン7のそれηhm,Mも考慮する必要がある。
すでに説明したとおり、駆動エンジン2のディーゼル内燃エンジンがオーバーラン−タイプの動作を経過することが防止される必要がある。この目的のため、まず初めに、採用される出発点を、前記ディーゼル内燃エンジンが駆動シャフト4を経由して液圧ポンプ3にトルクを放出しないとする。液圧エンジン7のスイングの最大角度は、したがって、次の相関から計算される。
Figure 2009520928
液圧エンジン7の、より大きい吸収体積Vが、リザーバの圧力に起因する場合であっても、必要なモーメントを超える作動モーメントを発生し、その結果として液圧エンジンが駆動エンジン2にもたれて支持されることになる。
したがって、ここでディーゼル内燃エンジンが実際にオーバーラン−タイプの動作を経過しないことを保証するために、液圧ポンプ3のスイングの角度が、わずかに小さくなるように選択される。これの結果として、ディーゼル・エンジンが負荷を受け、液圧ポンプ3を駆動するためのトルクを発生する。
上に示した相関は、ビークルのために要求される駆動トルクがユーザを経由して直接的に指定される場合に、液圧エンジン7の第2の調整デバイス12を把握するために直接使用することが可能である。
これに対して、しばしば該当するように、目標ビークル速度だけが駆動スロットル95を経由してユーザによって指定される場合には、要求された液圧エンジン・モーメントのための予備コントロール値の数学的評価がまず初めに実行される。予備コントロール値の把握の目的のために、目標ビークル速度vsoll及び実際のビークル速度vistが把握される。実際のビークル速度vistは、たとえば速度計信号から把握され、ここには表されていない態様で電子コントロール装置94に供給される。目標ビークル速度vsollは、駆動スロットル95のポジションから把握され、そのポジションに対応する信号が、第1の信号ライン97を経由して電子コントロール装置94に送信される。予備コントロール値は、次の相関に従って生成される。
Figure 2009520928
これにおいてMschatzが予備コントロール値である。定数k(m)は、ビークルの質量に応じて設定される値である。定数kとちょうど同じように、定数k(m)は、経験的に設定されるか、又は計算され、ビークルの加速の振る舞いの確定に作用する。
この予備コントロールMschatzに加えて、重ね合わせレギュレーティング・システムが使用される。第1の好ましい形式において、このレギュレーティング・システムは、液圧ポンプ3を経由する最小圧力の追加を考慮する。この目的のため、第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6内の圧力値が、それぞれの場合において第1の圧力センサ105及び第2の圧力センサ106によって測定される。これら2つの圧力センサ111、112の間において計算される圧力差から、液圧ポンプ3によって行われる最小圧力上昇を監視することが可能である。プロセスにおいては、この最小圧力上昇のための境界値が設定される。前記圧力上昇は、ディーゼル機械によって、液圧ポンプ3に供給されるトルクの結果としてもたらされる。したがって、圧力センサ105及び106における圧力比を監視することによってディーゼル内燃エンジンに負荷が掛けられ、オーバーラン−タイプの動作を経過しないことが保証可能になる。
ディーゼル内燃エンジンがオーバーラン−タイプの動作に入らないことを保証するためのこれに代わる可能性は、ディーゼル圧縮を検出することである。この目的のため、回転速度値が駆動シャフト4上の回転速度センサ109によって測定され、電子コントロール装置94に供給される。第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6内の圧力の測定、又は駆動シャフト4の回転速度の監視のいずれかによって、必要なディーゼル圧縮又は必要な最小圧力追加が、予備コントロール値Mschatzに対応する吸収体積Vに到達しないことが確立されると、液圧エンジン7の調整デバイス12が、より小さいスイング角度の方向に前記液圧エンジン7が調整されるように付勢される。ディーゼル内燃エンジン上の負荷が、それによって増加する。調整デバイス11及び12は、したがって電子コントロール装置94によって付勢される。
これに対する代替として、予備コントロール値Mschatzを増加することができる。
ディーゼル・エンジンのためのモーメントが直接指定される場合には、モーメントの数学的加算も可能である。任意の所定時に液圧エンジン7によって利用可能にされることになるトルクは、液圧エンジン7において第1のリザーバ40内のリザーバ圧力pspによって発生されるトルクと、ディーゼル内燃エンジンによって追加されるトルクの合計に等しい。
液圧エンジン7についてのスイングの角度が要求されたトルクから確立される場合には、全体の流体静力学トランスミッションの必要な伝達比がビークルの速度vistから把握されることが可能である。液圧ポンプ3についてのスイングの角度は、その後、この伝達比から把握される。第1の調整デバイス11を付勢するための対応する信号が、電子コントロール装置94によって生成され、前記第1の調整デバイス11に供給される。
したがって、領域IIとIIIの間の遷移において、第1のリザーバ40からのエネルギーの取り戻しを伴う移動及び駆動出力が駆動エンジンによってだけ印加される移動を可能にするためには、エンジンのスイングの角度又は液圧エンジン3の吸収体積Vもまた最小値より低くなってはならない。これは、スイングの角度における不連続が、再生型の加速と通常の牽引型の動作の間において生じないことを保証する。前記不連続は、エネルギーの取り戻しの間におけるスイングの角度の計算が、上述の態様で生じることから生じ得る。
これの発展として、通常の牽引型の動作のためにこのほかのスイングの角度の計算が生じることもある。
領域IIとIIIの間の引き継ぎ点においては、これら2つの値がまったく同じでなければならない。したがって、スイングの最小角度が、次の相関に従って把握される。
Figure 2009520928
これにおいてkp1は、第1のリザーバ40内と第2のリザーバ41内の圧力の最大可能差分圧力である。これに対してkp2は、これら2つのリザーバ圧力の間における最小可能差分である。最小リザーバ圧力差は、切り換え評価基準によって、たとえば、再生型の加速動作から通常の牽引型の動作への切り換えが生じる最小リザーバ圧力pminへの到達によって確立される。
上に示されている条件は、切り換え点において、すなわち第1のリザーバ40と第2のリザーバ41の間における、再生型の加速終了時に可能な最小差分圧力において、エンジンの相対的最小吸収体積vM_min_relが1になるという事実を導く。前記エンジンの相対的最小吸収体積vM_min_relは、液圧ポンプ3の最大可能吸収体積Vに対する比を示す。したがって、再生型の加速動作から通常の牽引型の動作への切り換えがあるとき、エンジンの最小相対吸収体積が、第1のリザーバと第2のリザーバの間の最小差分において1に等しくなる。上で示した相関により、前記第1のリザーバ40が次第に空になるときに第1の圧力リザーバ内においてまだエネルギーが利用可能であれば、比較的小さいエンジンのスイングの角度が設定可能であるが、それにもかかわらず、通常の牽引型の動作に必要となり、かつ最終的にはサイズにおいて、通常の牽引型の動作のために計算された吸収体積に等しいエンジンのスイングの角度にスイングの最小角度がますます近づくことが保証される。したがって、第1のリザーバ40は、再生型の加速によって最小圧力pminまで空にされる場合には、通常の牽引型の動作への切り換えがある。これは、図4における領域IIからIIIへの遷移に対応する。
セクションII内のエンジンの吸収体積vにおける上昇が図4の下端の線図に表されており、かつ第1のリザーバ40内の圧力が減少するにつれて前記エンジンの吸収体積における増加を示している。
加速を達成するため、液圧ポンプ3の体積が、セクションIIにわたる同一時間空間内において、それの最大送り出し体積まで調整される。
液圧エンジン7の吸収体積v及び液圧ポンプ3の送り出し体積Vの計算は、通常の牽引型の動作の間(セクションIII)に生じ、目標ビークル速度vsoll及び後者のために必要な理想的な伝達に依存する。移動の2つの状態の間に切り換えがあるときの牽引力における中断を回避するために、まず初めに第4のシート・バルブ45が閉じられる。これは、この時点において低い圧力レベルを有している第1のリザーバ40の意図しない充填を防止する。したがって、前記第1のリザーバ40が液圧ポンプ3の吸い込み側から切り離された後に、液圧エンジン7の下流側の作動接続9が第2の作動ライン6に接続される。この目的のために、第2のシート・バルブ16が、第2のコントロール信号ライン100を経由して第2のパイロット・バルブ36’の電磁石に供給される信号の引き込みによって開かれる。この切り換えシーケンスの結果として達成されることは、液圧エンジン7の下流側、言い替えると低圧が優勢となる側における圧力の上昇が防止されることである。第2のシート・バルブ16が開かれる時点において第4のシート・バルブ45がすでに閉じられていることから、第1のリザーバ40内のより高い圧力もまたすでに降伏している。さらに、液圧エンジン7の下流側から第2のリザーバ41に至る接続が、第2のシート・バルブ16が開かれる時点においてはまだ存在している。低圧リザーバとして設計されている第2のリザーバ41は、したがって、システムのダンピングにまだ寄与することが可能である。最後に第6のシート・バルブ58が閉じられる。セクションIIIでは、したがって、閉回路内における通常の流体静力学的な牽引型の駆動によってさらに加速が可能になる。第1のシート・バルブ15及び第2のシート・バルブ16は開ポジションにある。残りのシート・バルブ44、45、57、及び58は、このとき閉じられており、液圧エンジン7が、閉液圧回路内において第1の作動ライン5及び第2の作動ライン6を経由して液圧ポンプ3に接続される。好ましくは、第4のシート・バルブ45の閉成と第2のシート・バルブ16の開放の間に第2の時間間隔が存在する。前記第2の時間間隔も同様に、バルブの動力学を考慮する。
リザーバ制動、すなわちビークルの流体静力学的制動の間における第1のリザーバ40のチャージ・アップへの遷移(セクションIII)は、制動装置の作動によって開始される。現在述べている場合においては、前記制動装置がブレーキ・ペダル96として具体化される。ブレーキ・ペダル96上には、前記ブレーキ・ペダル96のポジションに応じた信号を、第2の信号ライン98を経由して電子コントロール装置94に渡すセンサが配置されている。
ブレーキ・ペダル96の作動が前記電子コントロール装置94によって検出されると、まず初めに液圧ポンプ3及び液圧エンジン7両方のスイングの角度が引き込められる。これにより液圧ポンプ3の送り出し体積v及び液圧エンジン7の吸収体積vが同一の比率で下げられる。この過程において、液圧ポンプ3及び液圧エンジン7を包含する流体静力学的トランスミッションの伝達比は一定にとどまる。液圧ポンプ3及び液圧エンジン7のスイングの角度を下げることは、リザーバ制動への遷移の間における痙攣的な動きの傾向を下げる。
液圧ポンプ3の送り出し体積及び液圧エンジン7の吸収体積は、前記液圧ポンプ3が最小送り出し体積に到達するまで下げられる。この最小送り出し体積は、ゼロとは異なり、リザーバ制動の間であっても従属的な消費デバイスを作動することを可能にする。
制動作用を得るために、その後、液圧エンジン7を再びより大きい吸収体積に設定することが必要になる。このより大きい吸収体積の設定は、獲得されるべき制動作用に依存する。この目的のために、液圧エンジン7が、オペレータによって設定されたブレーキ・ペダルのポジションに依存して把握される吸収体積vに設定される。
逆圧、すなわち、現在ポンプとして作用している液圧エンジン7が、それに抗してリザーバ制動の間に第1のリザーバ40に圧力媒体を送り出すが、それが前記第1のリザーバ40の充填の程度の増加に従って上昇することから、設定されることになる液圧エンジン7の吸収体積vは、ブレーキ・ペダルのポジションに加えて、第1のリザーバ40の現在の充填の程度も考慮しなければならない。したがって第1のリザーバ40と第2のリザーバ41の間の圧力差が増加するにつれて、エンジンの吸収体積が減少される。さらに、第1のリザーバ40と第2のリザーバ41の間の圧力差に加えて、ライン及びフィッテング内の絞り損失から生じる圧力降下を考慮に入れると有利である。絞り損失は、圧力降下値Δ(v,Vist)によって表され、それもまた、ビークルの実際の速度及び設定されている液圧エンジン7の吸収体積vに依存する。圧力降下値は、任意の所定時における最新のビークル速度vistが液圧エンジン7の回転速度に加わり、したがって送り出される体積流量に逆の作用を及ぼすことから、ビークルの速度に依存する。したがって特定のブレーキ・ペダルのポジションについての液圧エンジン7の吸収体積は、次の相関によって表される。
Figure 2009520928
リザーバ制動の間、第1のリザーバ40及び第2のリザーバ41に加えて、作動ライン5、6も好ましく液圧エンジン7に接続される。したがって、第2のエンジン接続ライン14を経由して液圧エンジン7によって送り出される圧力媒体が、一方においては第1のリザーバ40に送り出される。その過程の中で運動エネルギーが圧力エネルギーに変換され、それが前記第1のリザーバ40に蓄積され、その後に続く加速動作のために再び利用可能になる。加えて、順方向移動において制動が生じると、液圧エンジン7によって送り出される圧力媒体の一部が第2の作動ライン6に送り出される。体積流量のこの部分が、したがって、従属的なユニットの駆動のために利用可能になる。さらに、液圧ポンプ3を経由する部分的な体積流量の送り出しは、第1のリザーバ40への圧力媒体の充填に起因して制動作用が不充分な場合に支持モーメントを使用して駆動エンジン2を駆動することを可能にする。
液圧エンジン7が停止するまで制動される場合、つまりこれは出力シャフト10が停止するまで制動することに同義であるが、その場合には、リザーバ制動の間にわたって第1のリザーバ40及び第2のリザーバ41が液圧エンジン7に接続されるという事実を考慮する必要がある。その結果としてビークルが不動にされることが不可能となる。したがって、ビークルを停止する目的のために、液圧エンジン7がリザーバ40、41から分離されなければならない。体積流量の急なつぶれを防止するために、ビークル速度vist、すなわち出力シャフト10の回転速度の降下に伴い、リザーバ40、41の切り離しの前に、液圧エンジン7の吸収体積vがまず初めに下げられる。この結果として、低下する制動モーメントに起因して、より低い制動作用が生じる。駆動装置が設計されるときに定義することが可能な速度値に到達すると、リザーバ40、41が液圧エンジン7から分離される。この目的のために第4のシート・バルブ45が閉じられる。類似する態様で、第5のシート・バルブ57もまた閉じられる。したがって、液圧エンジン7は、閉液圧回路内において、第1及び第2のシート・バルブ15、16をだけ経由して液圧ポンプ3に接続されたままとなる。ビークルを流体静力学的に不動にするために、液圧ポンプ3が、漸減する送り出し体積に設定される。ポンプのスイングの角度をゼロまで下げることによってビークルが停止まで制動された後に、第1及び第2のシート・バルブ15、16が開かれる。これに対して、残りすべてのシート・バルブは閉じられる。ビークルが停止しているとき、ポンプのスイングはゼロであり、液圧エンジン7は、概して最大吸収体積に調整される。
オペレータが目標ビークル速度vsollの代わりにエンジンのモーメントを指定するか、又は加速に対する希望を指定する自動車の移動を完全にする目的のために、重合型モーメント調整システムが提供できる。これらの状況の下においては、駆動スロットル95のポジションが、ディーゼル・エンジンについての理想の圧縮を指定する。これからレギュレータの補助を伴って、理想的な速度経路の上昇レートが把握される。目標ビークル速度vsollは、調整差分を基礎として把握される。前記目標ビークル速度vsollが前記調整差分から把握される場合には、予備コントロール値が、すでに前述した方法に従って、前記目標ビークル速度vsoll及び実際のビークル速度vistから把握されることが可能になる。その後に続く液圧エンジンの吸収体積、さらにまた液圧ポンプ3の送り出し体積の決定は、すでに述べた態様で生じる。
上記の実施態様は、第1及び第2のパイロット・バルブが、それが非動作ポジションにあるとき、第1及び第2のシート・バルブ15、16の開放を導く流体静力学的駆動装置に関係する。この出発ポジションにおいては、流体静力学駆動装置1’によって駆動されるビークルが、それの通常の牽引型の動作(セクションIII)にある。上記の実施態様はまた、順方向及び逆方向移動両方のためのリザーバ制動を可能にする牽引型の駆動装置を基礎とすることも可能である。同じ形において、再生型の加速、すなわち第1のリザーバ40内に蓄積された圧力エネルギーを、順方向移動及び逆方向移動両方のために使用する加速を行うことが可能である。不必要な繰り返しを避けるために、図1の流体静力学駆動装置1に関して、さらにまた順方向移動の場合におけるエネルギーの蓄積及び取り戻しのためだけにセットアップされる流体静力学駆動装置1”に関して、蓄積された圧力エネルギーを取り戻すためのリザーバ制動の新たな詳細な説明は省略する。
本発明は、説明されている例示的な実施態様に限定されない。それどころか、これらの例示的な実施態様の個別の特徴でさえも互いに組み合わされることが可能である。
本発明に従った方法を実行するための本発明に従った流体静力学駆動装置の第1の例示的な実施態様の図式表現である。 本発明に従った方法を実行するための本発明に従った流体静力学駆動装置の第2の例示的な実施態様の図式表現である。 本発明に従った方法を実行するための本発明に従った流体静力学駆動装置の第3の例示的な実施態様の図式表現である。 本発明に従った方法がその経過をたどるときの駆動装置の状態を表現した線図である。
符号の説明
1 流体静力学駆動装置
1’ 流体静力学駆動装置
1” 流体静力学駆動装置
2 駆動エンジン
3 液圧ポンプ
4 駆動シャフト
5 第1の作動ライン
6 第2の作動ライン
7 液圧エンジン
8 第1の作動ライン接続
9 第2の作動ライン接続
10 出力シャフト
11 第1の調整デバイス
12 第2の調整デバイス
13 第1の接続ライン
14 第2の接続ライン
15 第1のシート・バルブ
16 第2のシート・バルブ
17 ピストン
18 コントロール面
19 閉成スプリング
20 シーリング・エッジ
21 シーリング・シート
22 第1のチャンバ
23 第2のチャンバ
24 第1のパイロット・バルブ
24’ 第1のパイロット・バルブ
25 バルブ・スプリング
26 電磁石
27 第1の切り換えポジション
27’ 第1の切り換えポジション
28 第2の切り換えポジション
28’ 第2の切り換えポジション
29 第1のコントロール圧力ライン
30 第1の圧力解放ライン
31 タンク・ボリューム
32 圧力送り込みラインの第1のブランチ
33 高圧リザーバ・ライン
34 圧力送り込みライン
35 切り換えバルブ
36 第2のパイロット・バルブ
36’ 第2のパイロット・バルブ
37 第2のコントロール圧力ライン
38 圧力送り込みラインの第2のブランチ
39 第2の圧力解放ライン
40 第1のリザーバ
41 第2のリザーバ
42 高圧リザーバ・ラインの第1のブランチ
43 高圧リザーバ・ラインの第2のブランチ
44 第3のシート・バルブ
45 第4のシート・バルブ
46 第3のパイロット・バルブ
47 第4のパイロット・バルブ
48 第3のコントロール圧力ライン
49 第4のコントロール圧力ライン
51 圧力送り込みラインの第4のブランチ
52 第3の圧力解放ライン
53 第4の圧力解放ライン
54 低圧リザーバ・ライン
55 低圧リザーバ・ラインの第1のブランチ
56 低圧リザーバ・ラインの第2のブランチ
57 第5のシート・バルブ
58 第6のシート・バルブ
59 第5のパイロット・バルブ
60 第6のパイロット・バルブ
61 第5のコントロール圧力ライン
62 第6のコントロール圧力ライン
63 圧力送り込みラインの第5のブランチ
64 圧力送り込みラインの第6のブランチ
65 第5の圧力解放ライン
66 第6の圧力解放ライン
67 リザーバ接続ライン
68 ポンプ接続ライン
68’ 切り換えバルブ接続ライン
69 供給装置
69’ 修正供給装置
70 供給ポンプ
71 供給ライン
72 供給ラインの第1のブランチ
73 供給ラインの第2のブランチ
74 第1の逆止バルブ
75 第2の逆止バルブ
76 圧力維持ライン
77 切り換えバルブ
78 圧縮スプリング
79 比較ライン
80 第1の圧力制限バルブ
80’ 供給圧力制限バルブ
81 放出ライン
82 第2の圧力制限バルブ
83 供給圧力制限ライン
84 第3の逆止バルブ
85 第1の並列圧力制限バルブ
86 第2の並列圧力制限バルブ
87 第1の切り換えバルブ・ライン
88 第2の切り換えバルブ・ライン
89 追加の切り換えバルブ
90 安全ライン
91 リザーバ圧力制限バルブ
92 リザーバ圧力制限バルブ・スプリング
93 測定ライン
94 電子コントロール装置
95 駆動スロットル
96 ブレーキ・ペダル
97 第1の信号ライン
98 第2の信号ライン
99 第1のコントロール・ライン
100 第2のコントロール信号ライン
102 第4のコントロール・ライン
104 第6のコントロール・ライン
105 第1の圧力センサ
106 第2のセンサ、第2の圧力センサ
107 第1のセンサ・ライン
108 第2のセンサ・ライン
109 回転速度検知エレメント、回転速度センサ
110 第3のセンサ・ライン
111 高圧センサ
112 低圧センサ
113 第4のセンサ・ライン
114 第5のセンサ・ライン

Claims (15)

  1. 液圧ポンプ(3)及び液圧エンジン(7)、並びに、エネルギーの蓄積及び取り戻しのための第1及び第2のリザーバ(40,41)を有する流体静力学駆動装置(1,1’,1”)をコントロールする方法であって、
    − 前記第1のリザーバ(40)内に圧力エネルギーを蓄積するステップ、
    − 前記第1のリザーバ(40)を前記液圧ポンプ(3)の吸い込み側に、前記第1のリザーバ(40)内に蓄積された前記圧力エネルギーを取り戻す目的のために接続するステップ、
    − 前記液圧エンジン(7)の下流側作動ライン接続(8,9)を前記第2のリザーバ(41)に接続するステップ、及び
    − 前記液圧エンジン(7)の下流側作動ライン接続(9,8)を前記液圧ポンプ(3)の吸い込み側から分離するステップ、
    を有する方法。
  2. 前記液圧エンジン(7)の前記下流側接続(8,9)が、まず初めに前記液圧ポンプ(3)の吸い込み側から分離され、固定時間間隔の後に、前記第1のリザーバ(40)が前記液圧ポンプ(3)の吸い込み側に接続されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 駆動エンジン(2)によって前記圧力エネルギーの前記取り戻しの間に、前記液圧ポンプ(3)に駆動トルクが負荷されることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記エネルギーの取り戻しの間に前記液圧エンジン(7)が、液圧エンジンのモーメントについて計算された予備コントロール値(Mschatz)を基礎として把握される吸収体積(V)に設定されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の方法。
  5. 前記予備コントロール値(Mschatz)が、測定された実際の量を考慮に入れて補正されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 前記予備コントロール値(Mschatz)が、目標ビークル速度(vsoll)と実際のビークル速度(vist)の間の差から把握されることを特徴とする請求項4又は5に記載の方法。
  7. 前記第1のリザーバ(40)からの蓄積されたエネルギーの取り戻しの終了において、まず初めに前記第1のリザーバ(40)が、前記液圧ポンプ(3)の吸い込み側から分離され、固定時間間隔の後に、前記液圧エンジン(7)の前記下流側作動接続(8,9)が前記吸い込み側に、前記液圧エンジン(7)の前記下流側作動接続(8,9)が前記第2のリザーバ(41)から分離される前に接続されることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の方法。
  8. 圧力エネルギーを蓄積する目的のために、前記液圧エンジン(7)の前記下流側作動接続(8,9)が前記第1のリザーバ(40)に接続され、前記液圧エンジン(7)の前記上流側作動接続(9,8)が前記第2のリザーバ(41)に接続されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 前記圧力エネルギーの蓄積は、制動装置(96)の作動によって開始され、制動装置(96)が作動されるとき、まず初めに前記液圧エンジン(7)及び前記液圧ポンプ(3)両方が、一定の伝達比を伴って、より低い吸収体積(V)及びより低い送り出し体積(V)にそれぞれ傾けられることを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 前記制動装置(96)が作動されるとき、前記液圧ポンプ(3)の送り出し側及び前記第2のリザーバ(41)が前記上流側作動ライン接続(8,9)に接続されること、及び
    前記制動装置が作動されるとき、前記液圧ポンプ(3)の吸い込み側及び前記第1のリザーバ(40)が前記液圧エンジン(7)の下流側作動接続(9,8)に接続されることを特徴とする請求項7乃至9の何れか1項に記載の方法。
  11. 蓄積動作の間に前記液圧ポンプ(3)が、ゼロではない送り出し体積(V)に設定されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
  12. 前記液圧エンジン(7)の前記吸収体積(V)が、前記第1のリザーバ(40)内におけるエネルギーの蓄積の間に、前記制動装置(96)からの制動信号及び有効圧力差分値に依存する値に設定されることを特徴とする請求項7乃至11の何れか1項に記載の方法。
  13. 前記液圧エンジン(7)の出力シャフト(10)が停止に到達する前に制動が生じるとき、前記液圧エンジン(7)の前記下流側作動接続(8,9)が前記第1のリザーバ(40)から分離され、かつ前記液圧エンジン(7)の上流側作動ライン接続(9,8)が前記第2のリザーバ(41)から分離されること、及び前記液圧ポンプ(3)の前記送り出し体積(V)がゼロに調整されることを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の方法。
  14. 前記液圧ポンプ(3)に接続された内燃エンジンを始動する目的のために、前記第1のリザーバ(40)が前記液圧ポンプ(3)の前記吸い込み側に接続されることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の方法。
  15. 前記第1のリザーバ(40)内における圧力エネルギーの蓄積の目的のために、前記液圧ポンプ(3)が駆動エンジン(2)によって駆動され、前記液圧ポンプ(3)の前記送り出し側が前記第1のリザーバ(40)に接続されることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載の方法。
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